Indicadires de efectividad de los aeroenfriadores de procesos de mejorado en crudo
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA “EVALUACIÓN TÉCNICA DEL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL BASADA EN LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS DEL MEJORADOR DE CRUDO” CASO: PDVSA – PETROCEDEÑO Realizado por: Diego Fernando Gutiérrez Suárez Trabajo de Grado Presentado ante la Universidad de Oriente como Requisito Parcial para optar al Título de INGENIERO MECÁNICO Barcelona, Abril de 2009 UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA “EVALUACIÓN TÉCNICA DEL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL BASADA EN LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS DEL MEJORADOR DE CRUDO” CASO: PDVSA – PETROCEDEÑO ASESORES: MsC. Delia Villarroel Asesor Académico Firma Ing. Mec. Benito Moreno Asesor Industrial Firma Barcelona, Abril de 2009 UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA “EVALUACIÓN TÉCNICA DEL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL BASADA EN LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS DEL MEJORADOR DE CRUDO” CASO: PDVSA – PETROCEDEÑO JURADO El Jurado hace constar que asignó a esta Tesis la calificación de: EXCELENTE MsC. Delia Villarroel Asesor Académico MsC. Ing. Darwin Bravo Jurado Principal MsC. Ing. Luis Griffith Jurado Principal Barcelona, Abril de 2009 RESOLUCIÓN De acuerdo al Artículo 44 del Reglamento de trabajos de grado: “los trabajos de grado son de exclusiva propiedad de la Universidad de Oriente y sólo podrán ser utilizados a otros fines con el consentimiento del Consejo de Núcleo respectivo, el cual lo participará al Consejo Universitario”. DEDICATORIA A DIOS TODOPODEROSO por haberme guiado y cuidado siempre a lo largo de mi carrera y estar a mi lado, aunque a veces creía que no estaba y quizás renegué de él, pero ya sé que todo se lo debo a él. Gracias por llevarme a donde estoy y voy hacer quien quieras que sea. A mis padres SILBIA Y VÍCTOR por estar apoyándome constantemente, confiando en mi en las buenas y las malas, queriendo siempre lo mejor para mi y aconsejándome que el único tesoro que me podían dejar era el estudio. A mis hermanos VÍCTOR Y THIAIRYS por darme muestras con su ejemplo que debía seguir los pasos que nuestros padres desde pequeños nos indicaron y agradecerle por su constante apoyo a lo largo de mi carrera. A mi tío TOÑO y a mi abuelo COSME que al lado de Dios me cuidan y me quieren como yo los quiero, y sé que donde estén se van a sentir orgullosos de mí. …..A ustedes va dedicado con mucho cariño. Diego F. Gutiérrez S. V AGRADECIMIENTOS A DIOS nuevamente, por ser la guía de mis pasos, mi consejero espiritual y en el único que creo. A mi novia RAFMARY por darme su cariño incondicional y ayudarme de cualquier manera como ella pudo, su amor, su compañía y su apoyo fueron esenciales y suficientes en mi carrera, espero seguir contando con esto por el resto de mi vida. A mis TÍOS Y PRIMOS por estar siempre pendiente de lo que hacía y compartir conmigo momentos especiales, de una u otra forma me ayudaron a lograr esta meta en mi vida. A mis compañeros de estudio y más que compañeros, los únicos amigos que considero de la universidad JOSUÉ, BETZAIDA Y JESÚS, con los que compartí mil y una experiencias, risas, rabias, fiestas y que siempre estuvieron allí presentes observando mis logros y yo viendo los de ellos. No hicieron falta más. A la profesora DELIA VILLAROEL que más que mi tutora es mi amiga y una persona especial en mi vida, por tenerme la suficiente paciencia para soportarme y creer siempre en mi, decirme de frente las cosas como son y siempre encontrar de alguna manera, como solo ella sabe, el consejo perfecto en la situación perfecta, le doy gracias a Dios por ponérmela en mi camino, sin su ayuda no hubiese sido posible la realización de este trabajo de grado. A la empresa PDVSA PETROCEDEÑO S.A. por darme la oportunidad de demostrar el conocimiento adquirido a lo largo de mi carrera en este trabajo de grado, personas como Benito Moreno, Maida Díaz, Gladira Rodríguez merecen parte de mis agradecimientos. A la UNIVERSIDAD DE ORIENTE y a sus profesores de los cuales me sentiré orgulloso y agradecido toda mi vida por todas y cada una de las enseñanzas que ayudaron a mi formación profesional y personal. VI RESUMEN El siguiente trabajo de grado tiene como objetivo fundamental realizar una Evaluación Técnica del Comportamiento Operacional basada en los Indicadores de Efectividad de los Aeroenfriadores de Procesos del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A., con el fin de mejorar el desempeño en las funciones del equipo y de esta manera garantizar los niveles de calidad y de seguridad requeridos por la empresa, proponiendo actividades y planes de mantenimiento orientados a perfeccionar las labores en el equipo. Para realizar dicha evaluación primero se diagnosticó la situación operacional de la totalidad de los aeroenfriadores a nivel del mejorador clasificándolos por unidades de procesos, seguidamente se realizó un análisis de criticidad a cada unidad de proceso, jerarquizando a los equipos que tenga mayor impacto sobre la producción, seguridad y medio ambiente (equipo crítico), con la finalidad de dirigir efectivamente los esfuerzos en lo que a actividades de mantenimiento se refiere. A continuación, se ejecutó un Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) donde se establecieron las funciones, fallas funcionales, modos de fallas y efectos de las fallas de todos los equipos críticos, seguidamente se utilizó la herramienta del Análisis Causa Raíz (ACR), aplicando la técnica de un árbol de falla, que permitió la identificación de las raíces físicas, humanas y latentes de las fallas que frecuentemente se repetían en la hoja de información AMEF, para finalizar con el cálculo de los indicadores de efectividad (Confiabilidad y Disponibilidad) que dieron cuenta mediante probabilidades estadísticas del estado de vida útil del equipo y de sus componentes. De acuerdo a todo esto, se obtuvo que la falla que origina la rotura de correas en el sistema de transmisión de potencia en los equipos críticos se deba a la localización de estos en zonas de ambiente adverso para su correcto funcionamiento así como también al material con el cual fueron fabricadas las poleas, se concluyó que debe realizarse una nueva adecuación del material de las poleas en los aeroenfriadores críticos. VII CONTENIDO RESOLUCIÓN ..........................................................................................................IV DEDICATORIA ......................................................................................................... V AGRADECIMIENTOS ............................................................................................VI RESUMEN ............................................................................................................... VII CONTENIDO .............................................................................................................. 8 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 15 CAPÍTULO I. EL PROBLEMA.............................................................................. 17 1.1. GENERALIDADES DE LA EMPRESA PDVSA PETROCEDEÑO S.A. ................................... 17 1.1.1. Actividades que Realiza la Empresa ...................................................................................... 19 1.1.2. Operaciones de Pdvsa Petrocedeño S.A. ............................................................................... 20 1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................................... 22 1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................................... 24 1.3.1. Objetivo General.................................................................................................................... 24 1.3.2. Objetivos Específicos ............................................................................................................ 24 1.4. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN .............................................. 25 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ...................................................................... 26 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................................ 26 2.2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ..................................................................................................... 28 2.2.1. Conceptos y Principios Básicos ............................................................................................. 28 2.2.2. Equipo Natural de Trabajo (ENT) ......................................................................................... 29 2.2.3. Análisis de Criticidad (A.C.) ................................................................................................. 30 2.2.4. Análisis de Modos y Efectos de Falla (A.M.E.F.) ................................................................. 34 2.2.5. Análisis Causa Raíz (A.C.R.) ................................................................................................ 36 2.2.6. Distribuciones de Probabilidad .............................................................................................. 38 2.2.7. Indicadores de Efectividad en el Mantenimiento................................................................... 39 2.2.8. Evaluación Técnica................................................................................................................ 47 2.2.9. Visión General de los Procesos del Mejorador ...................................................................... 48 2.2. AEROENFRIADORES. FUNCIONES BÁSICAS ....................................................................... 50 CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO ..................................................... 54 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN......................................................................................................... 54 3.2. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS ....................................................................... 55 3.2.1 Observación Directa: .......................................................................................................... 55 3.2.2 Documentación y Recolección de Data Histórica de Falla: ............................................... 55 3.2.3 Recolección de Data Operacional y de Diseño: ................................................................. 55 3.2.4 Entrevistas informales al Personal: .................................................................................... 55 3.2.5 Encuestas: .......................................................................................................................... 56 3.2.6 El Diagnóstico: ................................................................................................................... 56 3.2.7 Metodología D.S. para el Análisis de Criticidad: ............................................................... 56 3.2.8 Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF): ............................................................... 56 3.2.9 Análisis Causa Raíz: .......................................................................................................... 56 3.2.10 Manejo de Programas Computación: ................................................................................. 57 3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA .......................................................................................................... 57 3.4 ETAPAS DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................................................. 58 3.4.1. Revisión Bibliográfica: .......................................................................................................... 58 3.4.2. Diagnóstico de Equipos ......................................................................................................... 58 3.4.3. Analizar la Data de Falla ....................................................................................................... 59 3.4.4. Aplicar la Metodología de Análisis de Criticidad a los Aeroenfriadores .............................. 59 3.4.5. Analizar los Modos y Efectos de Fallas de los Equipos Críticos en el estudio ...................... 60 3.4.6. Análisis Causa Raíz de la Falla Recurrente en los Componentes de los Aeroenfriadores Críticos para la Determinación del Origen de la falla ........................................................................... 61 3.4.7. Estimación de los Indicadores de Efectividad ....................................................................... 61 CAPITULO IV. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ............................. 63 4.1 DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS EN FUNCIÓN AL CONTEXTO OPERACIONAL ........................................................ 63 4.1.1. Unidad 1100: Desaladora y Destiladora de Crudo (CDU) .................................................... 64 4.1.2. Unidad 1200: Destilación Alto Vacío (VDU) ....................................................................... 66 4.1.3. Unidad 1300, 1400, 1500: Coquificación Retardada ............................................................. 68 4.1.4. Unidad 1600: Recuperación de Gas (GRU)........................................................................... 70 4.1.5. Unidad 2100: Hidrotratadora de Naftas y Destilados (NDHDT)........................................... 72 4.1.6. Unidad 2300: Hidrocraqueo Ligero (MHC) .......................................................................... 74 4.1.7. Unidad 2500, 2600: Manufactura de Hidrogeno (HMU) ...................................................... 76 4.1.8. Complejo Recuperador de Azufre ......................................................................................... 78 9 4.1.9. Servicios Industriales ............................................................................................................. 80 4.2 ANÁLISIS DE CRITICIDAD A LOS AEROENFRIADORES DEL MEJORADOR ................... 82 4.3 ANÁLISIS DE LOS MODOS Y EFECTOS DE FALLAS (AMEF) DE LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS DEL MEJORADOR .................................................................. 90 4.4 ANÁLISIS CAUSA RAÍZ DE LAS ROTURAS DE CORREAS EN LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS. ........................................................................................................................................... 93 4.5 CÁLCULO DE LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD ........................................................102 4.6 EVALUACIÓN TÉCNICA DEL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS ............................................................................................120 4.7 PROPUESTA DE ACCIONES QUE MEJOREN EL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS....................................................................................125 CAPITULO V. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ..................................... 132 CAPITULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................... 137 6.1 CONCLUSIONES .........................................................................................................................137 6.2 RECOMENDACIONES ................................................................................................................139 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 140 ANEXOS A: TABLA DE LA LEY NUMÉRICA DE WEIBULL PARA OBTENER A Y B .................................................................................................... 142 ANEXOS B: FUNCIONAMIENTO DE UN AEROENFRIADOR .................... 143 ANEXOS C: HOJA EXCEL PARA EL CÁLCULO DE LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD ................................................................................................ 144 ANEXOS D: FORMATO DE ENCUESTA PARA EL ANÁLISIS DE CRITICIDAD .......................................................................................................... 145 ANEXOS E: HOJA DE INFORMACIÓN (AMEF) DE OTRAS CAUSAS DE FALLAS EN LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS ..................................... 147 ANEXOS F: CONDICIÓN DE LOS AEROENFRIADORES ........................... 148 ANEXOS G: PROCEDIMIENTOS PARA LA INSTALACIÓN DE CORREAS EN LOS AEROENFRIADORES .......................................................................... 151 ANEXOS H: DATA HISTORICA DE LAS FALLAS POR ROTURAS DE CORREAS ............................................................................................................... 152 ANEXO I: VALIDACIÓN DEL SOFTWARE CRYSTALL BALL ................. 153 10 ÍNDICES DE FIGURAS Figura 1.1. Ubicación Geográfica de Pdvsa Petrocedeño S.A. ................................. 18 Figura 1.2. Actividades que Realiza Pdvsa Petrocedeño S.A. .................................. 19 Figura 1.3. Ubicación Geográfica de la División de Mejoramiento de Pdvsa Petrocedeño S.A. ......................................................................................................... 21 Figura 2.1. Esquema del Equipo Natural de Trabajo ................................................ 30 Figura 2.2. Parámetros Utilizados por la Metodología de Análisis de Criticidad D.S. ..................................................................................................................................... 32 Figura 2.3. Etapas del ACR ....................................................................................... 37 Figura 2.4. Tiempos Utilizados en el estudio de los Indicadores de Efectividad ...... 45 Figura 2.5. Visión General del Proceso del Mejorador.............................................. 49 Figura 2.6. Componentes Básicos de un Aeroenfriador ............................................ 52 Figura 2.7. Arreglo Mecánico del Aeroenfriador en Estudio .................................... 53 Figura 3.1. Formato para el Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) ........... 61 Figura 3.2. Resumen de la Metodología Utilizada en el Trabajo de Investigación ... 62 Figura 4.1. Vista Aérea de la Unidad 1100 del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. ......................................................................................................... 64 Figura 4.2. Vista Aérea de la Unidad 1200 Destilación al Alto Vacío ...................... 66 Figura 4.3. Vista Aérea de la Unidad 1300, 1400 y 1500 Coquificación Retardada . 68 Figura 4.4. Vista de la Unidad 1600 Recuperación de Gas (GRU) ........................... 70 Figura 4.5. Vista Aérea de la Unidad 2100 Hidrotratadora de Naftas y Destilados .. 72 Figura 4.6. Vista Aérea de la Unidad 2300 Hidrocraqueo Ligero ............................. 74 Figura 4.7. Vista de la Unidad 2500, 2600 Manufactura de Hidrogeno .................... 76 Figura 4.8. Vista Aérea del Complejo Recuperador de Azufre ................................. 78 Figura 4.9. Vista de las Unidades 5100 y 6400 Pertenecientes a Servicios Industriales ..................................................................................................................................... 80 Figura 4.10. Criticidad de los Equipos que conforman la Unidad 1300 pertenecientes al Área 1 del Mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. ........................................ 86 Figura 4.11. Árbol de Fallas del Análisis Causa - Raíz divididos en Bloques. ......... 94 Figura 4.12. Bloque A del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz ...................... 95 Figura 4.13. Bloque B del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz ...................... 96 Figura 4.14. Bloque C del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz ...................... 97 Figura 4.15. Bloque D del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz ...................... 98 Figura 4.16. Bloque E del árbol de fallas en el Análisis Causa Raíz ......................... 99 Figura 4.17. Bloque F del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz ..................... 100 Figura 4.18. Análisis Causa Raíz realizado a la Rotura de Correas de los Aeroenfriadores Críticos del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño .................... 101 Figura 4.19. Diagrama del Procedimiento en el Cálculo de los Indicadores de Efectividad ................................................................................................................ 103 11 Figura 4.20. Data histórica del Aeroenfriador 01EA3001xx en la Roturas de Correas ................................................................................................................................... 104 Figura 4.21. Tiempos entre Fallas ordenados en la Hoja Excel............................... 105 Figura 4.22. Selección de la Distribución de Weibull en el Software Crystall Ball ® ................................................................................................................................... 106 Figura 4.23. Selección de Celdas que poseen los Tiempos entre Fallas en el Software Crystall Ball ® .......................................................................................................... 106 Figura 4.24. Selección de Varios Parámetros en el Software Crystall Ball ® ......... 107 Figura 4.25. Selección de la opción “Pref...” en el Software Crystall Ball ® ......... 107 Figura 4.26. Selección de las Características del Gráfico en el Software Crystall Ball ................................................................................................................................... 108 Figura 4.27. Resultados de los Parámetros de Weibull en el Software Crystall Ball ® ................................................................................................................................... 109 Figura 4.28. Confiabilidad vs. Tiempo entre Fallas................................................. 114 Figura 4.29. Tasa de Fallas vs. Tiempo entre Fallas ................................................ 114 Figura 4.30. Función Densidad de Probabilidad vs. Tiempo entre Fallas .............. 115 Figura 4.31. Frecuencia Acumulada vs. Tiempo entre Fallas................................. 115 Figura 4.32. Confiabilidad vs. Tiempo entre Fallas................................................. 116 Figura 4.33. Tasa de Fallas vs. Tiempo entre Fallas ................................................ 116 Figura 4.34. Función Densidad de Probabilidad vs. Tiempo entre Fallas .............. 117 Figura 4.35. Frecuencia Acumulada vs. Tiempo entre fallas.................................. 117 Figura 4.36. Resultados de los TPEF para las Correas de los Equipos Críticos del Mejorador .................................................................................................................. 118 Figura 4.37. Resultados de la Confiabilidad para los diferentes TPEF, Disponibilidad y Número de Fallas de los Equipos Críticos del Mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. ................................................................................................................................... 119 Figura 4.34. Propuesta para las Nuevas Tareas de Mantenimiento del Aeroenfriador 03EAF1004xx en el Mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. ......................................... 129 Figura 4.38. Propuesta del Nuevo Procedimiento para el Cambio de Correa y la Alineación de Poleas ................................................................................................. 131 Figura A.1 Tabla de la Ley Numérica de Weibull ................................................... 142 Figura C.1.Hoja Excel para el Cálculo de los Indicadores de Efectividad .............. 144 Figura F.1. Corrosión en Polea Motriz de los Aeroenfriadores Críticos ................. 148 Figura F.2. Desgaste en la Correa de los Aeroenfriadores Críticos......................... 148 Figura F.3. Corrosión en la Polea Conducida de los Aeroenfriadores Críticos ....... 149 Figura F.4. Corrosión en la Polea Motriz de los Aeroenfriadores Críticos ............. 149 Figura F.5. Correas sin Cajas de los Aeroenfriadores Críticos ................................ 150 Figura F.6. Deterioro de la Polea Conducida de los Aeroenfriadores Críticos ....... 150 Figura G.1. Procedimiento para la Instalación de Correas en el Aeroenfriador ...... 151 Figura H.1. Data historia de las Fallas por Correas en el Tiempo de Estudio (2005 – 2007) ......................................................................................................................... 152 Figura I.1. Diagrama de Weibull para el Equipo 01EAF30011xx ......................... 155 Figura I.2. Diagrama de Weibull Linealizado para el Equipo 01EAF3001xx ........ 157 12 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1. Matriz de Criticidad de Equipos Basado en la Metodología D.S. ............ 33 Tabla 2.2. Parámetros para definir la Criticidad de un Equipo. ................................. 34 Tabla 3.1. Población de la Investigación.................................................................... 57 Tabla 4.1. Áreas de Producción y Unidades de Procesos del Mejorador de Crudo. . 63 Tabla 4.2. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1100: Desaladora y Destiladora de Crudo (CDU) del Área 1 del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A............................................................................................................................... 65 Tabla 4.3. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1200: Destilación Alto Vacío (VDU) del Área 1 del mejorador de crudo .............................................. 67 Pdvsa Petrocedeño S.A. .............................................................................................. 67 Tabla 4.4 Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1300, 1400, 1500: Coquificación Retardada del Área 1, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. ..................................................................................................................................... 69 Tabla 4.5. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1600: Recuperación de Gas (GRU) del Área 1, del mejorador de crudo ..................................................... 71 Pdvsa Petrocedeño S.A. .............................................................................................. 71 Tabla 4.6. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 2100: Hidrotratadora de Naftas y Destilados (NDHDT) del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. .............................................................................................. 73 Tabla 4.7. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 2300: Hidrocraqueo Ligero (MHC) del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. ............. 75 Tabla 4.8. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 2500, 2600 Manufactura de Hidrogeno (HMU) del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. ......................................................................................................... 77 Tabla 4.9. Aeroenfriadores y Variables principales que se encuentra en el Complejo Recuperador de Azufre del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A.79 Tabla 4.10. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad de Servicios Industriales del Área 3, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A............................................................................................................................... 81 Tabla 4.11. Parámetros para Clasificar la Criticidad de los Equipos en Estudio ....... 84 Tabla 4.12. Matriz de Criticidad de los Aeroenfriadores 01EAF3001xx de la Unidad 1300 ............................................................................................................................. 85 Tabla 4.13. Resultados del Análisis de Criticidad. .................................................... 86 Tabla 4.14. Resumen de Criticidad obtenida por Áreas de Producción del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A........................................................................ 87 Tabla 4.14. Resumen de Criticidad obtenida por Áreas de Producción del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A................................................................................ 88 Tabla 4.14. Resumen de Criticidad obtenida por Áreas de Producción del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A................................................................................ 89 13 Tabla 4.15. Tipos de Fallas encontradas en los Aeroenfriadores Críticos ................. 90 Tabla 4.16. Hoja de Información (AMEF) para los Equipos 01EAF3001xx de la Unidad 1300 del Área 1 Pdvsa Petrocedeño S.A. ....................................................... 91 Tabla 4.17. Hoja de Información (AMEF) para los Equipos 03EAF1004xx de la Unidad 3100 del Área 2 Pdvsa Petrocedeño S.A. ....................................................... 92 Tabla 4.18. Resultados de los Parámetros de Weibull por Crystall Ball ® ............. 109 Tabla 4.19. Tabla de Resultados que muestra la Confiabilidad, la Tasa de Falla, la Distribución de Fallas y la Frecuencia Acumulada de Fallas del Equipo Crítico 01EA3001xx ............................................................................................................. 110 Tabla 4.20. Valores A y B de la Ley Numérica de Weibull .................................... 110 Tabla 4.21. Hoja de Excel que muestra la Encuesta no estructurada y la Simulación de los TPR con el Software Crystall Ball.................................................................. 111 Tabla 4.22. Tiempo para Reparar Efectivo según Opiniones de Expertos de los Aeroenfriadores Críticos simulado en Crystall Ball ................................................. 112 Tabla 4.23. Resultados de los Indicadores de Efectividad para las Correas, en los Equipos Críticos del Mejorador para un Tiempo igual al TPEF............................... 118 Tabla 4.24.. Propuesta Técnica del Nuevo diseño en las Poleas de los Aeroenfriadores ......................................................................................................... 123 Tabla 4.25. Distancia entre ejes recomendada en el Nuevo Diseño según fabricante ................................................................................................................................... 123 Tabla 4.26. Fuerza de Desviación en el nuevo diseño de las Poleas en los Aeroenfriadores Según Fabricante ............................................................................ 123 Tabla 4.27. Costo de los Nuevos Componentes del Aeroenfriador ......................... 124 Tabla 4.28. Planes de Mantenimiento de los Aeroenfriadores................................. 126 Tabla 4.29. Tiempo de Intervención Adecuado para las Frecuencias de Mantenimiento .......................................................................................................... 128 Tabla E.1. Hoja de Información (AMEF) de Otras Causas de Fallas en los Aeroenfriadores Críticos ........................................................................................... 147 Tabla I.1. Tiempos Entre Fallas para el Aeroenfriador 01EAF3001xx ................... 153 Tabla I.2. Fallas Acumuladas del Aeroenfriador 01EAF3001xx............................. 154 Tabla I.3. Fallas Acumuladas Corregidas para el Equipo 01EAF3001xx ............... 156 14 INTRODUCCIÓN El petróleo es la fuente de energía más importante en la actualidad, además es la materia prima en numerosos procesos de la industria petroquímica; constituye en Venezuela la principal fuente de ingresos, hasta el punto que no se establecen otras fuentes de riqueza, por lo que se puede decir que la economía y el presupuesto nacional está sujeto en cada ejercicio fiscal a las fluctuaciones de los precios internacionales del petróleo. A nivel mundial, Venezuela se encuentra en una posición privilegiada ya que cuenta con la tercera mayor cantidad del mundo y primera en América Latina, en lo que a reservas probadas de petróleo se refiere, por esta razón la industria petrolera debe mantener estándares de calidad y servicios para abastecer con amplitud al mercado doméstico y contar con excedentes para la exportación. Para lograr estos requerimientos, cualquier organización a nivel industrial que haga vida en nuestro país en el negocio del petróleo y los hidrocarburos, debe contar con un personal altamente calificado, poseer tecnologías adecuadas en los procesos de exploración, explotación, refinación y transporte; así como también políticas de mantenimiento bien definidas al cuidado de los activos, tanto dinámicos como estáticos que se encuentren en el sistema de producción, para de esta manera preservar y maximizar las confiabilidad y disponibilidad de los equipos y con esto garantizar la continuidad de los procesos en el mejoramiento del crudo. La Gerencia de Mantenimiento y en especial el departamento de Confiabilidad de la división de mejoramiento del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. es la encargada de hacer cumplir estas exigencias, realizando evaluaciones técnicas y utilizando metodologías como el análisis de criticidad, modos y efectos de fallas (AMEF), análisis causa raíz y cuantificando las fallas de un equipo en un periodo 15 determinado (historial de fallas) entre otras, para aplicar estrategias de mantenimiento buscando la mayor eficiencia y utilidad de los diferentes equipos que se encuentran en el mejorador. El presente trabajo de investigación tiene como finalidad, realizar una Evaluación Técnica que se fundamenta en el análisis integral de los Aeroenfriadores de procesos del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. para el conocimiento y entendimiento de los mismos, estableciendo su importancia en la capacidad de reflejar de manera cualitativa y cuantitativa los efectos que producen las fallas y sus consecuencias en la gestión de mantenimiento, con el fin de aumentar la efectividad del equipo sustentada en la disponibilidad, en el sistema productivo. El trabajo está conformado por seis capítulos cuyo contenido es brevemente descrito a continuación: Capítulo I. El Problema: La definición del problema objeto de estudio, con la descripción respectiva de objetivos, su justificación e importancia. Capítulo II. Marco Teórico: Las bases teóricas que dan cuerpo al proyecto en estudio, explicando aspectos relevantes durante el desarrollo de la investigación. Capítulo III. Marco Metodológico: Descripción detallada de la metodología implementada en el desarrollo de la investigación, como: tipo de investigación, diseño, población, técnicas empleadas en la recolección, redacción y análisis de los datos, programas utilizados, descripción de equipos, materiales, etc. Capítulo IV. Desarrollo de la Investigación: Resultados y procedimientos que se utilizaron para la realización de la investigación. Capítulo V. Presentación de Resultados: Análisis en búsqueda de soluciones y recomendaciones, en aras de remediar el problema planteado de acuerdo a la metodología establecida. Capítulo VI. Conclusiones y Recomendaciones: Resultados obtenidos en síntesis con un orden lógico de cómo se hizo la investigación, con ideas que aconsejan tomar acciones coherentes para objetivos que se consideraron importantes. 16 CAPÍTULO I. EL PROBLEMA 1.1. GENERALIDADES DE LA EMPRESA PDVSA PETROCEDEÑO S.A. El 1° de enero de 1.976, el ejecutivo nacional implementa la nacionalización del petróleo, y como consecuencia directa, nace Petróleos de Venezuela S.A. como la empresa encargada de asumir las funciones de planificación, coordinación y supervisión de la industria petrolera nacional al concluir el proceso de reversión de las concesiones de hidrocarburos a las compañías extranjeras que operaban en territorio venezolano. Su primer presidente fue el general Rafael Alfonzo Ravard. En los años 1.993 y 1.997 el Congreso Nacional, aprobó la formalización de las llamadas Asociaciones Estratégicas, concebidas en el mencionado texto legal bajo la figura de Convenios de Asociación, que tuvieron como objetivo formar asociaciones con empresas privadas para la realización, en casos especiales y cuando así conviniera al interés público, actividades de explotación de hidrocarburos, reservadas al estado. Entre los proyectos aprobados se encontraba la creación de la empresa Sincrudos de Oriente (SINCOR) la cual fue una asociación estratégica compuesta por las empresa Francesa Total (47%), Petróleos de Venezuela (38%) y Statoilhydro (15%) empresa estatal Noruega, encargada de la explotación de crudo extrapesado de la Faja del Orinoco y su posterior mejoramiento en crudo sintético liviano de muy alta calidad. El 31 de marzo de 2006, el Estado Venezolano firmó con 17 empresas petroleras nacionales e internacionales la migración a Empresas Mixtas de los antiguos convenios de asociación firmados en el marco de la apertura petrolera, donde se encontraba la empresa Sincor, de esta manera se convierte en una empresa mixta llamada PDVSA PETROCEDEÑO S.A. con una nueva participación accionaria, representada esta vez por la estatal venezolana PDVSA (con una 17 participación de 60%), Total (con 30,323%) y Statoilhydro (con 9,677%) y manejada directamente por la Corporación Venezolana de Petróleos (CVP). Pdvsa Petrocedeño S.A. es una empresa mixta conformada por PDVSA, Total y Statoilhydro; su finalidad es producir hasta 200 mil barriles de crudo extrapesado de la Faja de Orinoco (8 ºAPI) y mediante un proceso de conversión y mejoramiento transformarlo, en crudo sintético liviano de muy alta calidad (32º API, muy bajo en azufre) llamado Zuata Sweet. Igualmente se producen los subproductos coque (6000 toneladas diarias) y azufre (900 toneladas diarias). Pdvsa Petrocedeño S.A. se encuentra ubicada en tres puntos geográficos del estado Anzoátegui. La extracción del crudo extrapesado se realiza en el sur del estado específicamente en Zuata, la división de producción donde el crudo es diluido y enviado por tuberías a la división de mejoramiento se encuentra en San Diego de Cabrutica y por último la división de mejoramiento en el complejo Petroquímico y Petrolero José Antonio Anzoátegui, sector Jose al norte del estado Anzoátegui Venezuela. (Ver figura 1.1) . Figura 1.1. Ubicación Geográfica de Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 18 1.1.1. Actividades que Realiza la Empresa Pdvsa Petrocedeño S.A. realiza actividades de exploración, producción y transporte de crudo extrapesado, mejoramiento y comercialización de crudo sintético. En primer lugar el crudo extra pesado (8 °API) es extraído en la Faja Petrolífera del Orinoco, luego es bombeado hacia la planta principal ubicada en San Diego de Cabrutica. Es tratado con Nafta directamente en pozo para diluirlo hasta 12 ºAPI y poder bombearlo fuera del pozo, después es llevado hasta la estación principal donde se le extrae parte del agua y se diluye hasta 17 °API para bombearlo por un oleoducto de más de 210 Km. hasta la planta de mejoramiento donde es sometido a una serie de procesos de refinación con la finalidad de transformarlo en crudo sintético liviano de 32 °API y dulce (con escaso contenido de azufre cercano a 0,13%) La Nafta diluyente es extraída del crudo y bombeada nuevamente para su utilización como diluente en los pozos y estación principal. El crudo sintético está destinado al mercado de exportación hacia el norte de los Estados Unidos de América y Canadá; el azufre hacia los Estados Unidos de América y Brasil y el coque hacia Canadá y Europa en menor escala. La figura 1.2 muestra un esquema de las actividades de exploración, producción, transporte, mejoramiento y comercialización de crudo extra pesado que realiza la empresa Pdvsa Petrocedeño S.A. Figura 1.2. Actividades que Realiza Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 19 1.1.2. Operaciones de Pdvsa Petrocedeño S.A. Las operaciones de Pdvsa Petrocedeño S.A. se organizan en dos principales divisiones: Producción y Mejoramiento. 1.1.2.1. División de Producción La actividad de producción se desarrolla al sur del estado Anzoátegui, en San Diego de Cabrutica en donde están ubicados el Campo y la Estación Principal; y en Pariaguán, en donde se encuentran sus oficinas administrativas. ª Campo: En el campo, la perforación se realiza mediante un sistema de macollas que puede agrupar 6, 12 ó 18 pozos, para minimizar el impacto ambiental. La extracción se realiza a través de pozos horizontales equipados con bombas de cavidad progresiva e inyección de diluente para reducir la viscosidad del crudo y facilitar su transporte. ª Estación Principal: En la Estación Principal se recolecta el crudo de todas las macollas. El gas asociado es separado, y el crudo es diluido, calentado y deshidratado para garantizar la calidad requerida para su transporte a través de un oleoducto de 220 kilómetros hasta las instalaciones del complejo Mejorador, en Jose. Está compuesta por el patio de tanques y su respectivo sistema de bombeo; la planta de tratamiento de efluentes, las fuentes de suministro y disposición de agua y gas, el sistema de generación y distribución de potencia, el sistema de alivio de presión y el de recuperación de vapores. 1.1.2.2. División de Mejoramiento Ubicada en el norte del estado Anzoátegui en el Complejo Criogénico y Petrolero “José Antonio Anzoátegui”. La División de Mejoramiento tiene como 20 objetivo realizar los diferentes procesos de mejoramiento, para tratar un crudo diluido pesado de 17º API con alto contenido de azufre y metales para convertirlo en un crudo sintético de 32º API, con menos de 0.1% de azufre y 3 partes por millón (p.p.m.) de metales, conocido como “Zuata Sweet” el cual es un producto de gran calidad y alto valor comercial, generando adicionalmente subproductos procedentes del proceso de refinación como son el Coque y el Azufre líquido, para de esta manera comercializarlo en el exterior. La figura 1.3 muestra la ubicación geográfica de la división de mejoramiento de crudo. Figura 1.3. Ubicación Geográfica de la División de Mejoramiento de Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 21 1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Pdvsa Petrocedeño S.A. es una operadora petrolera que se dedica a la exploración, extracción, producción, mejoramiento y comercialización de crudo extrapesado proveniente de la Faja del Orinoco, para comercializarlo al exterior en forma ventajosa y con esto generar beneficios para Venezuela y mejorar el desarrollo de las comunidades locales, donde Pdvsa Petrocedeño S.A. este presente. El Mejorador, dentro de sus unidades de procesos utiliza diferentes equipos para realizar funciones de tratamiento de crudo, una de las funciones básicas en este proceso es el enfriamiento de los fluidos, el cual se realiza generalmente en los Aeroenfriadores. Éstos, son equipos que constan de un componente estático denominado haz tubular, a través del cual circulan los fluidos del proceso y un componente dinámico denominado ventilador, el cual emplea el aire tomado del ambiente para el enfriamiento del haz de tubos por convección forzada. El ventilador posee un mecanismo de transmisión de potencia con un arreglo mecánico que busca reducir la velocidad y generar mayor torque al eje. Está constituido por una polea conducida acoplada a un eje, que mueve las aspas del ventilador, un motor eléctrico encargado de suministrar el movimiento al conjunto mecánico con una polea pequeña acoplada a su eje y una correa que es la encargada de transmitir el movimiento entre las dos poleas. En cumplimiento con la gestión de la Gerencia de Mantenimiento del Mejorador, que tiene como premisa preservar y maximizar la confiabilidad y disponibilidad de los equipos, sistemas e instalaciones de producción, fue creado el departamento de confiabilidad en el año 2004, con el objetivo de planificar, dirigir, coordinar y controlar el desarrollo de las estrategias, planes y actividades de mantenimiento en función de mejorar o mantener la confiabilidad, de las unidades de proceso y servicios de la División de Mejoramiento de Pdvsa Petrocedeño S.A. 22 Este departamento ha detectado en los últimos años un incremento de la tasa de fallas en el componente dinámico de los aeroenfriadores, ante la constante rotura de correas, disminuyendo así la confiabilidad y disponibilidad de dichos equipos, acarreando con esto el aumento en las horas de mantenimiento, con el riesgo de reducir la producción de crudo debido al aumento de la temperatura de los fluidos en las reacciones donde están involucrados los aeroenfriadores, lo cual provocaría un impacto global muy alto, de trascendencias ambientales y económicas para la empresa. Para dar respuesta a esta problemática, se realizó una “Evaluación Técnica del Comportamiento Operacional basada en los Indicadores de Efectividad de los Aeroenfriadores de Procesos del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A.” y se propusieron acciones, que comenzó con el diagnóstico de la situación actual de los 310 aeroenfriadores presentes en el mejorador, comparándose las variables operacionales con las de diseño, se analizó el historial de fallas desde el primer día del año 2005 hasta el último día del año 2007, que representó el tiempo de estudio de la investigación, con esta información se obtuvo la data real que permitió la identificación de los tipos de fallas y la cuantificación de las mismas. Se aplicó la metodología de Análisis de Criticidad en los equipos para identificar los aeroenfriadores críticos, se elaboró un Análisis de los distintos Modos y Efectos de Fallas que ocurren en éstos; posteriormente, se realizó un Análisis Causa Raíz de la falla que más presentaban los aeroenfriadores críticos, para terminar con el Cálculo de los Indicadores de Efectividad en ésta. Este trabajo de investigación, finalmente presentó una Evaluación Técnica Integral, orientada en un análisis de las fallas a nivel cualitativo y cuantitativo en la búsqueda de incrementar la confiabilidad, la disponibilidad y el establecimiento de un sistema de aseguramiento del control de calidad en las reparaciones de los aeroenfriadores de procesos en el mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. 23 1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.3.1. Objetivo General Evaluar técnicamente el comportamiento operacional basado en los indicadores de efectividad de los aeroenfriadores de procesos del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. 1.3.2. Objetivos Específicos 1. Diagnosticar la situación actual de los aeroenfriadores de procesos en función al contexto operacional. 2. Aplicar la metodología de análisis de criticidad en los aeroenfriadores de proceso. 3. Elaborar los modos y efectos de fallas a los aeroenfriadores críticos de procesos. 4. Realizar un análisis causa raíz en los componentes de los aeroenfriadores críticos para la determinación del origen de la falla. 5. Calcular los indicadores de efectividad a los aeroenfriadores: Confiabilidad y Disponibilidad. 6. Evaluar técnicamente el comportamiento operacional de los aeroenfriadores de procesos. 7. Proponer acciones que mejoren el comportamiento operacional de los aeroenfriadores de procesos. 24 1.4. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN La industria petrolera nacional debe garantizar la continuidad de todas las operaciones y procesos en lo que a exploración, extracción, producción, refinación y transporte se refiere, para poder así cumplir con compromisos a nivel nacional e internacional. El presente trabajo de investigación surgió ante tal necesidad y fue requerido por el departamento de Confiabilidad de la división de mejoramiento Pdvsa Petrocedeño S.A. Estuvo dirigido a los aeroenfriadores de procesos de todo el complejo mejorador y persiguió la evaluación integral en búsqueda de determinar las causas del incremento en la tasa de fallas en estos equipos, así como proponer soluciones que busquen maximizar la confiabilidad y la disponibilidad en el sistema de producción de crudo. Por otra parte, éste trabajo de investigación fundamentó su importancia en tres aspectos de índole: técnica, económica y académica. A nivel técnico, está representado como una herramienta de fácil utilización y mínima inversión de tiempo para cálculos de confiabilidad y disponibilidad, que permite obtener resultados estimados en gráficas acordes con el registro de fallas del equipo en un tiempo de horas determinado. A nivel económico, constituyó una herramienta capaz de poder dirigir efectivamente los recursos asignados a labores de mantenimiento, disminuir los costos en actividades innecesarias y/o en las perdidas de la producción de crudo así como también dar alternativas y propuestas de mejoras del equipo con los respectivos costos de materiales y beneficios económicos. En el ámbito académico, representa un avance en la formación de profesionales de pre-grado de la especialidad de Ingeniería Mecánica enfocados en el ramo de sistemas dinámicos y mantenimiento, por el conocimiento de técnicas de mantenimiento de clase mundial y la utilización de programas que facilitan la evaluación de equipos en el área de mantenimiento. 25 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Toda búsqueda para lograr solucionar un problema debe fundamentarse en otras investigaciones previamente realizadas en el ámbito del mismo. En el área de mantenimiento se han desarrollado hasta la fecha diversos trabajos los cuales hacen referencia a Evaluaciones Técnicas basada en los Indicadores de Efectividad y la importancia que estos representan para lograr el mejor desempeño y funcionamiento de los equipos, orientados a mejorar la disponibilidad de los equipos dentro de cualquier proceso y lograr los objetivos planteados por ellos. Entre los trabajos desarrollados recientemente y que sirvieron de base a este estudio se encuentran: Mosquera, L. (2004) [1]. Realizó un trabajo de grado en la Universidad de Oriente como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico el cual lleva por nombre “Evaluación Técnica del Sistema de Transmisión de Potencia de los Aeroenfriadores, Sistema de Lubricación de los Sellos de Bombas y Sistema de Protección por Sobrevelocidad de Turbinas de Vapor” donde desarrolló la evaluación técnica y los procedimientos necesarios para la planificación del mantenimiento del sistema de transmisión de potencia de los Aeroenfriadores del mejorador de crudo Ameriven. Entre las conclusiones logradas por el autor, se destacan que la mayor causa de fallas en el sistema de transmisión de potencia de los aeroenfriadores es la falta de procedimientos para la instalación, ajuste y mantenimiento de los elementos del sistema, así como también, la elaboración de planes de procedimientos para el ajuste de la tensión y cambio de las correas dentadas, el cambio de poleas, la lubricación de los rodamientos y mantenimiento del sistema. Bueno, L. (2006) [2]. Realizó un trabajo de grado en la Universidad de Oriente como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico el cual lleva por 26 nombre “Evaluación de los Indicadores de la Gestión de Mantenimiento Asociada a un Sistema de Sopladores Centrífugos para el Diseño de Programas de Mantenimiento”, donde se evaluaron una serie de criterios y parámetros para el diseño de programas de mantenimiento preventivo, uno de estos fue la estimación de los indicadores de gestión de mantenimiento, empleando modelos estadísticos basados en los registros de fallas de los equipos conjuntamente con el empleo de un software para los cálculos de las funciones de confiabilidad, por otra parte se aplicó la metodología del análisis de criticidad que ayudo a determinar el índice de criticidad en los equipos en estudio. Dentro de las conclusiones de este proyecto, se destacaron que los procedimientos de seguridad influyen sobre el tiempo de ejecución de las actividades de mantenimiento, el análisis de criticidad sirve para jerarquizar los equipos y mejorar de manera considerable las estrategias de mantenimiento y que los indicadores de gestión de mantenimiento sirven para conocer el estado de vida en que se encuentran los equipos a la hora del estudio. Díaz, L. (2007) [3]. Realizó un trabajo de grado en la Universidad de Oriente como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico, el cual lleva por nombre “Evaluación de Factibilidad de Reemplazo de Caja Reductora por Correa – Polea en Enfriadores de Aire asociados a los Turbocompresores, Planta de Extracción San Joaquín Pdvsa”, donde se evaluó la factibilidad del reemplazo de caja reductora por correa – polea en enfriadores de aire asociados a los turbocompresores, planta de extracción San Joaquín PDVSA y se realizó además, un estudio de costos por la instalación del nuevo sistema. Para los intereses de este proyecto, se observó que los elementos de máquinas que forman parte del sistema de transmisión de potencia propuesto (polea, eje, rodamiento, chumacera) tienen una larga vida útil, a excepción de la correa que es el elemento más débil y propenso a fallar. Por otra parte se revisó el estudio de costos, en busca de la aplicación del mismo en este proyecto. 27 2.2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2.2.1. Conceptos y Principios Básicos Mantenimiento. Son el conjunto de acciones que permite mantener o restablecer un sistema productivo a un estado específico de operación, para que pueda cumplir un servicio determinado. [4] Mantenimiento Preventivo Son actividades planificadas en cuanto a inspección, detección y prevención de fallas, cuyo objetivo es mantener los equipos bajo condiciones especificas de operación (estándar de funcionamiento). Se ejecuta a frecuencias dinámicas, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, las condiciones operacionales, y la historia de falla de los equipos. [4] Mantenimiento Correctivo Son actividades que se realizan después de la ocurrencia de una falla. El objetivo de este tipo de mantenimiento consiste en restablecer las condiciones operativas de un determinado equipo una vez ocurrida la falla, esto por medio de restauración o reemplazo de componentes o partes de equipos ya sea debido al desgaste, daños o roturas de éstos. [4] Planificación de Mantenimiento. Es el diseño de programas de actividades de mantenimiento, distribuidas en el tiempo, con una frecuencia específica y dinámica que permite mantener los equipos en operación para cumplir con las metas de producción preestablecidas por la organización. [5] 28 2.2.2. Equipo Natural de Trabajo (ENT) Para la realización de un proyecto generalmente se integran grupos de trabajo, comisiones o equipos, conjunto de personas de diferentes funciones de la organización, que trabajan juntas por un periodo de tiempo determinado en un clima de potenciación de energía, para analizar problemas comunes de los distintos departamentos, apuntando al logro de un objetivo común [6]. El equipo natural de trabajo en un grupo multidisciplinario que pertenecen a una organización y trabaja en conjunto, durante un periodo de tiempo para solucionar problemas específicos, con ayuda del valor agregado que suministra cada miembro de un área específica, para mejorar la gestión a corto plazo. Hay que integrar las competencias: conocimientos, habilidades, actitudes y cualidades personales de todos o de algunos de los miembros y un liderazgo confiable para el análisis y resolución de las posibles situaciones a presentarse dentro del ambiente de trabajo. El ENT estuvo conformado por el departamento de confiabilidad (Facilitador General) y los operadores (Técnicos y Supervisores de Mantenimiento) perteneciente a la gerencia de mantenimiento así como también la gerencia de operaciones (Operadores y Supervisores de Producción), los supervisores de áreas SIAHO (Seguridad Industrial e Higiene Ocupacional), los especialistas en procesos pertenecientes a la gerencia de servicios técnicos y el personal técnico encargado de dirigir los planes y actividades de mantenimiento de los aeroenfriadores (Planificación). La figura 2.1 muestra el ENT que participó en el trabajo de investigación. 29 Dpto. Confiabilidad Facilitador General Gerencia de Operaciones Gerencia de Mantenimiento Operadores y Supervisores de Producción Técnicos y Supervisores del Mantenimiento ENT ENT Planificación SIAHO Personal Técnico Supervisores de Área Gerencia de Servicios Técnicos Especialistas en Procesos Figura 2.1. Esquema del Equipo Natural de Trabajo Fuente: Confima & Consultores 2.2.3. Análisis de Criticidad (A.C.) Es una metodología que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en función de su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones. Para realizar el análisis de criticidad se debe: definir un alcance y propósito para el análisis, establecer los criterios de evaluación y seleccionar un método de evaluación para jerarquizar la selección de los sistemas objeto de análisis. El objetivo de un análisis de criticidad es establecer un método que sirva de instrumento de ayuda en la determinación de la jerarquía de procesos, sistemas y equipos para una planta compleja, permitiendo subdividir los elementos en secciones que puedan ser manejadas de manera controlada y auditable. La información recolectada en el estudio podrá ser utilizada para: 30 Priorizar órdenes de trabajo de operaciones y mantenimiento. Priorizar proyectos de inversión Diseñar políticas de mantenimiento Seleccionar una política de manejo de repuestos y materiales Dirigir las políticas de mantenimiento hacia las áreas o sistemas más críticos El análisis de criticidad aplica a cualquier conjunto de procesos, plantas, sistemas, equipos y/o componentes que requieran ser jerarquizados en función de su impacto en el proceso o negocio donde formen parte. Sus áreas comunes de aplicación se orientan a establecer programas de implantación y prioridades en los siguientes campos: mantenimiento, inspección, materiales, disponibilidad de planta, personal. [7] 2.2.3.1. Metodología D.S. para el Análisis de Criticidad Es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de sistemas o equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones, orientando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar, basado en la realidad actual. El objetivo de esta metodología va dirigido a ofrecer una herramienta que ayude en la determinación de la jerarquía de sistemas y equipos de una planta, que permita manejarla de manera controlada y en orden de prioridades. [7] En la figura 2.2 se muestran los parámetros tomados en cuenta en la metodología D.S. para el análisis de criticidad. Hay que tomar en cuenta que para cada parámetro están dadas unas serie de factores predeterminado por el método D.S. que pueden señalar el estado actual de la empresa tanto en el área de mantenimiento como en el operacional, cada factor esta ponderado de manera tal que arroja un valor que va del 1 al 3 de acuerdo al nivel de gravedad que este parámetro en específico (ver la tabla 2.1). Hecho el análisis a cada parámetro se suman las ponderaciones resultantes 31 obteniendo un total por cada área y se introducen en la ecuación 2.1 que se utiliza para definir la criticidad del equipo. MATRIZ DE CRITICIDAD DE EQUIPOS BASADO EN LA METODOLOGÍA D.S. PARÁMETROS A EVALUAR ÁREA DE MANTENIMIENTO ÁREA OPERACIONAL Cantidad de Fallas Tiempo Promedio Fuera de Servicio (MTFS) Tipo de Conexión Costo de Producción Disponibilidad de Repuestos (DR) Cumplimiento de Mantenimiento Preventivo SIAHO Efectividad (E) Backlog (B) Semanas Figura 2.2. Parámetros Utilizados por la Metodología de Análisis de Criticidad D.S. Fuente: Diógenes Suárez. (2007) Los resultados del análisis del nivel de criticidad, permite nivelar y homologar criterios para establecer prioridades, y focalizar el esfuerzo que garantice el éxito maximizando la rentabilidad. 32 Tabla 2.1. Matriz de Criticidad de Equipos Basado en la Metodología D.S. MATRIZ DE CRITICIDAD REALIZADO POR: EVENTO CONTROL Nº: ÁREA: EQUIPO: UNIDAD: TAG: ÁREAS 1. FRECUENCIA DE FALLAS OCURRIDAS ÁREA DE MANTENIMIENTO 2.TIEMPO PROMEDIO FUERA DE SERVICIO EN HORAS (MTFS) 3.DISPONIBILIDAD DE REPUESTOS (DR) 4. CUMPLIMIENTO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO PONDERACIÓN 1A) 1 B) 1C) 2 A) 2 B) 2C) ROTATIVO ESTÁTICO 0≤F≤6 0≤F≤1 6 ≤ F ≤ 12 1≤F≤3 F ≥ 12 F>3 TPPR ≤ 4 4 < TPPR ≤ 8 TPPR ≥ 8 1 2 3 1 2 3 3 A) 3B) 3C) 4A) 4 B) 4C) DR ≥ 80% 50% ≤ DR < 80% DR < 50% 75% ≤ CMP < 100% 50% ≤ CMP < 80% 0% ≤ CMP < 50% 1 2 3 1 2 3 CRITERIO SELECCIONADO (CMP) E ≥ 80% 1 50% ≤ E < 80% 2 0% ≤ E< 50% 3 0≤B<2 1 6. BACKLOG (B) 2 ≤ CMP ≤ 5 2 SEMANAS B>5 3 TOTAL DE PUNTOS OBTENIDOS EN EL ÁREA DE MANTENIMIENTO (Σ A.M.) 7 A) SISTEMA PARALELO 1 6. TIPO DE CONEXIÓN 7 B) COMBINADO 2 7C) SISTEMA SERIE 3 7.COSTO DE 8A) MENOR A LA META 1 PRODUCCIÓN EN EL 8 B) IGUAL A LA META 2 PERIODO A 8 C) MAYOR A LA META 3 5. EFECTIVIDAD (E) ÁREA OPERACIONAL CRITERIOS FACTOR A EVALUAR 5 A) 5 B) 5C) 6A) 6B) 6C) EVALUAR 8. SEGURIDAD DEL PERSONAL, EQUIPOS Y AMBIENTE 9 A) SIN CONSECUENCIA 1 EFECTO TEMPORAL 9B) SOBRE LA SEGURIDAD / 2 AMBIENTE 9C) EFECTO PERMANENTE SOBRE LA SEGURIDAD / 3 AMBIENTE TOTAL DE PUNTOS OBTENIDOS EN EL ÁREA DE OPERACIONAL (Σ A.O.) % CRITICIDAD DEL EQUIPO = [K1 * (Σ A.M.) + K2 * (Σ A.O.)] X 100 33 PUNTOS Criticidad del Equipo = [K1 * (ΣA.M.) + K2 * (ΣA.O.)] * 100 Ec. (2.1) Donde: ΣA.M: Sumatoria de los puntos del área de mantenimiento. ΣA.O: Sumatoria de los puntos del área de operaciones. K1: 0,0278 Constante del área de mantenimiento. K2: 0,0555 Constante del área operacional. La constante K1 varía si la cantidad de parámetros del área de mantenimiento aumenta o disminuye, de igual modo sucede con la constante K2 del área de operaciones, esto dado a que dichas constantes garantizan que el porcentaje de criticidad no exceda del 100 % evitando, de esta manera, un valor ilógico de este (>100%). Dependiendo de dicho resultado se establece si el equipo es crítico, semicrítico o no crítico como se observa en la tabla 2.2. [7]. Tabla 2.2. Parámetros para definir la Criticidad de un Equipo. EVALUACIÓN OBTENIDA CRITICIDAD DEL EQUIPO NO CRÍTICO (32 ≤ PONDERACIÓN TOTAL < 50%) SEMICRÍTICOS (50 ≤ PONDERACIÓN TOTAL < 70%) SELECCIÓN CRÍTICO (PONDERACIÓN TOTAL ≥ 70%) 2.2.4. Análisis de Modos y Efectos de Falla (A.M.E.F.) Es un proceso sistemático para identificar fallas potenciales de proceso antes de que estas ocurran, con la intención de minimizar los riesgos asociados con ellas. El AMEF documenta las acciones preventivas y la revisión del proceso, facilitando la detección de acciones para reducir el riesgo asociado a una “FALLA”. 34 Por lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un método analítico estandarizado para detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total, entre los aspectos generales de éste tenemos: Falla: Cualquier evento o situación que impide el cumplimiento de un propósito preestablecido en un activo. [8] Causa de la Falla: La norma lo define como “La circunstancia durante el diseño, la manufactura o el uso que conlleva a una falla (ISO 14224)”. [8] Modo de falla: Un modo de falla podría ser definido como cualquier evento que pueda causar la falla de un activo físico (o sistema o proceso). Los modos de fallas pueden ser definidos para cualquier tipo de activo, desde un nivel muy general, hasta uno muy particular. [8] Efecto de falla: Describe las consecuencias de la ocurrencia de la falla que se está analizando. Esta descripción debe incluir toda la información necesaria para apoyar la evaluación del activo, incluye impacto en la seguridad, higiene, económico y operacional de la falla. [8] Falla Funcional: Se define como el incumplimiento de una función, esta puede ser parcial o total. La falla funcional total es aquella en la que se evidencia una imposibilidad absoluta de cumplir la función principal del activo mientras que en la falla funcional parcial la función se cumple pero no de forma total. [8] El AMEF es una herramienta muy útil dentro de las empresas o sistemas productivos, entre las aplicaciones más importantes se tienen: Aplicaciones para la confiabilidad desde la etapa de diseño y revisión de rediseños, Elaboración de planes de mantenimiento utilizando la metodología de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC), Revisión de actividades preestablecidas de mantenimiento (MCC en reserva) y Análisis de seguridad. [8] 35 2.2.5. Análisis Causa Raíz (A.C.R.) Es una metodología de identificación de causas fundamentales que conducen a fallas o fallas recurrentes. Es un análisis deductivo, el cuál identifica la relación causal que conduce al sistema, equipo o componente a una falla. Se utilizan una gran variedad de técnicas y su selección depende del tipo de problema, disponibilidad de la data y conocimiento de las técnicas: análisis causa - efecto, árbol de falla, diagrama espina de pescado, análisis de cambio, análisis de barreras y eventos y análisis de factores causales. La aplicación del análisis de causa raíz consta de cuatro (4) etapas básicas: 1. Definición del Problema: Esta etapa consiste en identificar cuál es el problema o situación que se desea solucionar. A partir de este punto se decide la aplicación o no, de la herramienta ACR en búsqueda de mejoras para el funcionamiento de los equipos o erradicar problemas complejos que afectan la integridad de la planta y/o la competitividad del consorcio. 2. Análisis del Problema: Esta etapa consta de las fases preliminares y de desarrollo en pleno de la herramienta. Generalmente, se comienza por un entrenamiento del personal que participará en el análisis para luego aplicar la herramienta ACR en la solución del problema previamente definido. 3. Identificar Soluciones Efectivas: Esta etapa está íntimamente ligada a los hallazgos y conclusiones obtenidas a lo largo de la aplicación del ACR al problema estudiado, donde ya localizadas las causas de fondo se identifican las correcciones que deben realizarse para asegurar la no ocurrencia de la falla debido a la no presencia de la causa que la origina. 4. Implementar Soluciones: Cuando se realizan las correcciones y se recogen los frutos de la aplicación de la metodología. 36 A continuación se muestra un esquema de las etapas del ACR y el orden correcto de cada una de ellas. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA EFECTUAR ANÁLISIS DEL PROBLEMA (ACR) IDENTIFICAR SOLUCIONES EFECTIVAS IMPLEMENTAR SOLUCIONES Figura 2.3. Etapas del ACR Fuente: Propia Mediante la aplicación del ACR en las distintas industrias se han localizado causas comunes de fallas, las cuáles se agrupan en tres niveles del ACR. Raíces Físicas: En este nivel se reúnen todas aquellas situaciones o manifestaciones de origen físico que afectan directamente la continuidad operativa de los equipos o plantas, por ejemplo: flujo mínimo por bloqueo de una tubería, malas conexiones, repuestos defectuosos, etc. Generalmente en este nivel no se encontrará la causa raíz de la falla, sino un punto de partida para localizarla. Raíces Humanas: Aquí encontraremos todos aquellos errores cometidos por el factor humano y que inciden directa o indirectamente en la ocurrencia de la falla: instalación impropia, errores en diseño, no aplicar correctamente los procedimientos pertinentes, etc. Esta es una de las categorías en las que se podría encontrar la causa raíz de una falla. 37 Raíces Latentes: Todos aquellos problemas que aunque nunca hayan ocurrido, son factibles su ocurrencia, entre ellos: falta de procedimientos para arranque o puesta fuera de servicio, personal que realice trabajos de reparación sin adiestramiento, diseño inadecuado, inapropiados procedimientos de operación, entre otros. 2.2.6. Distribuciones de Probabilidad Las Distribuciones de Probabilidad son modelos que describen la forma en que se espera que varíen los resultados o probables valores de una variable aleatoria. Tradicionalmente se clasifica a las distribuciones de probabilidad en dos grandes familias: Distribuciones No Paramétricas y Distribuciones Paramétricas. 2.2.6.1. Distribuciones No Paramétricas: son esencialmente modelos gráficos que representan un grupo particular de observaciones de una variable aleatoria (la que puede tomar un conjunto de valores cada uno de los cuales tiene una probabilidad de ocurrencia) y que relacionan los diversos valores de la variable que se analiza, con su probabilidad de ocurrencia. Las Distribuciones No Paramétricas son el objeto de estudio de un campo especial de la Estadística conocido como “Estadística No Paramétrica”. 2.2.6.2. Distribuciones Paramétricas: Una distribución de probabilidad paramétrica es una función matemática teórica, que describe la forma en que se espera que varíen los resultados de un experimento, es decir, una función matemática que relaciona los diversos probables valores que puede tomar una variable aleatoria, con la probabilidad de ocurrencia de cada uno de ellos. Algunas de las distribuciones de probabilidad paramétricas más usadas para variables aleatorias continuas son las siguientes: Distribución Normal, Distribución Lognormal, Distribución Exponencial, 38 Distribución Weibull, Distribución Beta, Distribución Gamma, Distribución Triangular, Distribución Uniforme. Distribución Weibull Fue establecida por el físico suizo Walodi Weibull quien demostró que el esfuerzo al que se someten los materiales puede modelarse de manera adecuada mediante el empleo de esta distribución. También se ha usado para modelar situaciones del tipo tiempo - falla, ó bien puede indicar la vida útil de cierto artículo, planta o animal, confiabilidad de un componente. El análisis de Weibull es la técnica mayormente elegida para estimar probabilidad, basada en datos medidos o asumidos. Es compleja y se usa cuando se sabe de antemano que se han producido muchas fallas (al menos 10) y los tiempos correspondientes no se ajustan a una distribución más simple. En general es de gran aplicación en el campo de la mecánica. Distribución Triangular La Distribución Triangular ha sido ampliamente usada para modelar variables a partir de la opinión de expertos. La estimación de un experto, sobre los probables valores de una variable, puede expresarse en base a tres valores: Valor mínimo, valor más probable y valor máximo, que en la distribución triangular son utilizados como parámetros. 2.2.7. Indicadores de Efectividad en el Mantenimiento Los indicadores de mantenimiento en general, son una muestra de como se comporta un proceso en particular. De esta manera se puede retroalimentar el sistema de información para establecer los procedimientos de control, corregir posibles desviaciones, reducir costos de gestión y reorientar el proceso hacia la visión deseada. 39 Los indicadores efectividad permiten ver el comportamiento operacional de las instalaciones, sistemas, equipos y/o dispositivos, además mide la calidad de los trabajos y el grado de cumpliniento de los planes de mantenimiento. Estos indicadores son: a) Tiempo promedio entre fallas (TPEF): El tiempo promedio entre fallas o Mean Time Between Failures (MTBF) por su siglas en inglés, indica el intervalo de tiempo más probable entre un arranque y la aparición de una falla; es decir, es el tiempo medio transcurrido hasta la llegada del evento “falla”. También se puede decir que es el que mide el tiempo promedio que es capaz de operar el equipo a capacidad sin interrupciones dentro del periodo considerado de estudio (Tiempo de buen funcionamiento). Uno de los parámetros más importantes utilizados en el estudio de la confiabilidad lo constituye el TPEF, es por esta razón que debe ser tomado como un indicador que represente de alguna manera el comportamiento de un equipo específico. Su relación se encuentra en que mientras mayor sea su valor, mayor es la confiabilidad del componente o equipo. Asimismo, para determinar el valor de este indicador se deberá utilizar la data primaria histórica almacenada en los sistemas de información tomada del campo y el parámetro del Tiempo Entre Fallas (TEF). n TEFi n i =1 TPEF = ∑ Ec. (2.2) Donde: TEF: Tiempo entre Falla n: Número de fallas b) Tiempo Promedio Para Reparar (TPPR): El tiempo promedio para reparar o Mean Time To Repair (MTTR) por sus siglas en inglés, es la medida de la distribución del tiempo de reparación de un equipo o sistema. Este indicador mide 40 la efectividad en restituir la unidad a condiciones estables de operación una vez que la unidad se encuentra fuera de servicio por una falla, dentro de un período de tiempo determinado (Tiempo Técnico de Reparación). Para un diseño dado, si las reparaciones se realizan con personal calificado y con herramientas, documentación y procedimientos prescritos, el tiempo de reparación depende de la naturaleza de la falla y de las mencionadas características de diseño. Asimismo, para determinar el valor de este indicador se deberá utilizar la data primaria histórica almacenada en los sistemas de información tomada del campo y el parámetro del Tiempo Para Reparar (TPR). n TPRi n i =1 TPPR = ∑ Ec. (2.3) Donde: TPR: Tiempo para reparar n: Número de fallas c) Disponibilidad: La disponibilidad representa la probabilidad de que un equipo esté disponible para su uso durante un periodo dado, teniendo en cuenta sólo los paros no programados. El objetivo de este indicador es medir la disponibilidad inherente de los equipos, con la finalidad de incrementarla, ya que en la medida que esto ocurra, significará que se disminuye el tiempo de los paros por falla o paros no programados del equipo. Disponibilidad = TPEF × 100 TPEF + TPPR 41 Ec. (2.4) Donde: T.P.E.F.: Tiempo promedio entre fallas o media de los tiempos de buen funcionamiento T.P.P.R.: Tiempo promedio para reparar o media de los tiempos técnicos de reparación. d) Confiabilidad: La confiabilidad se define como la probabilidad de que un sistema, equipo o componente lleve a cabo su función adecuadamente durante un periodo o intervalo de tiempo dado [0, t], bajo condiciones de operaciones previamente definidas y constantes. [9] Para llevar a cabo el estudio de esta probabilidad se toman datos y parámetros que afectan directamente la confiabilidad, como lo son: el ambiente, la temperatura y presiones, entre otros que influyen en el sistema. Sin embargo, le teoría que aplica la confiabilidad como una herramienta para el buen desempeño de los activos, se ocupa principalmente de las fallas de los sistemas, no obstante, no indaga tanto en los fenómenos que las causan como en la frecuencia con que ocurren. No es una teoría física de las fallas, sino una teoría estadística, por lo que los datos que se toman para el análisis, son principalmente los “tiempos” relacionados con el activo, los cuales juegan un papel fundamental. Existen varias fórmulas para estimar la confiabilidad, y va depender especialmente del método estadístico que mejor se adapte a los tiempos encontrados en el estudio. Para este caso se utilizó el modelo paramétrico basado en la distribución de Weibull con la siguiente fórmula: − R (t ) = e ⎛ ⎜ ⎜ ⎜⎜ ⎝ t −γ η 42 ⎞ ⎟ ⎟ ⎟⎟ ⎠ β Ec. (2.5) Donde: R (t) = Confiabilidad β = Parámetro de forma η = Parámetro de escala t = Tiempo a la cual se proyecta la γ = Parámetro de posición confiabilidad. El estudio de la confiabilidad para este trabajo de investigación, se complementa con las siguientes ecuaciones de la distribución de Weibull: [10] Función Acumulativa de Distribución de Fallas F (t): [10] F (t ) = 1 − e ⎛ t −γ −⎜⎜ ⎝ η ⎞ ⎟⎟ ⎠ β Ec. (2.6) Cuando (t - γ) = η, la confiabilidad viene dada por: β R (t ) = e − (1) β = e − (1) = 0,368(36,8%) Esta constante representa el tiempo medido, a partir de to = 0, según lo cual F (t) = 1 - 0,368 = 0,632 (63,2 %), es decir el 63,2 % donde se espera que la población falle, cualquiera que sea el valor de β, ya que se ha visto su valor no influye en los cálculos realizados. Función densidad de probabilidad f (t): f (t ) = β ⎛t −γ ⎜ η ⎜⎝ η ⎞ ⎟⎟ ⎠ β −1 e 43 ⎛ t −γ ⎞ −⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ η ⎠ β Ec. (2.7) Tasa de Fallas λ (t): β λ (t ) = η ⎛t −γ ⎜⎜ ⎝ η ⎞ ⎟⎟ ⎠ β −1 Ec. (2.8) Los parámetros que aparecen en las ecuaciones anteriores tienen una interpretación física: γ (Parámetro de Posición) Define si la nube de puntos en la gráfica de Weibull se ajusta a una recta. η (Parámetro de Escala) Es un parámetro que ayuda a definir la vida característica del equipo y corresponde al tiempo para el cual los equipos tienen una probabilidad de fallas de 63,2 %, la cual pasa por el punto Weibull. Vida Característica = η + γ β (Parámetro de Forma) Define en qué fase de la vida se encuentra el componente o equipo (Curva de la bañera o similar) Casos: β < 1 ⇒ Mortalidad Infantil: Es el período al inicio de la operación, donde con frecuencia ocurren fallas prematuras debidas a defectos no detectados, defectos de diseño no corregidos, errores en la fabricación y el montaje. β = 1 ⇒ Operación Normal: Indica que las fallas son totalmente aleatorias y no depende del tiempo transcurrido desde la última falla. β > 1 ⇒ Envejecimiento o Desgaste: Periodo donde los elementos del equipo sufren un proceso de deterioro físico debido al roce mecánico u otras consideraciones. 44 Una vez conocidos los indicadores de efectividad y los tiempos utilizados para su respectivo estudio, la figura 2.4 muestra un resumen de éstos: Figura 2.4. Tiempos Utilizados en el estudio de los Indicadores de Efectividad Fuente: Propia Donde: 1 = Condición operacional del equipo 0 = Condición de falla f1, f2,…, fn = fallas del equipo TIF = Tiempo hasta la fallar (usado en equipos no reparables) TEF o TBF = Tiempo entre fallas TEP = Tiempo entre paradas TFS o DT = Tiempo fuera de servicio o tiempo no operativo TPR = Tiempo necesario para reparar Para determinar los parámetros de la distribución de Weibull, se pueden utilizar varios métodos, como lo son: el gráfico (Shigley), el analítico (Ecuaciones Logarítmicas) y el estadístico (Regresión Múltiple), este último se hace mediante softwares especializados donde se destacan: Weibull 7 ++, Statgrafics, Crystall Ball 45 entre otros, que facilitan de manera significativa el tiempo en el cálculo y dan una mayor confianza en los resultados obtenidos. Previo al cálculo de los parámetros de la distribución de Weibull, se deben realizar algunos procedimientos según el método utilizado, éste trabajo de investigación se basó en la “Guía Teórica – Práctica y Análisis Estadístico de Fallas” del Prof. Diógenes Suárez que plantea lo siguiente: El histórico de funcionamiento de un componente o equipo permite determinar los tiempos entre fallas (TEF) y las frecuencias acumuladas de fallas F (i). Para realizar el estudio de la distribución de Weibull se debe realizar el siguiente procedimiento: [11] 1. Preparación de los datos: Los datos para la estimación de la confiabilidad provienen de los históricos de fallas o de los resultados de ensayo. En todos los casos, se calculan los TEF y se clasifican por orden creciente (orden i atribuido a cada TEF). El número de observaciones realizadas es el tamaño de la muestra (N). 2. Aproximación de la función de acumulación de fallas F (i) Casos: Para tamaño de muestra n > 50 i n Ec. (2.9) i n +1 Ec. (2.10) F (i ) = Para 20 < n ≤ 50 F (i ) = 46 Para n ≤ 20 F (i ) = i − 0,3 n + 0,4 Ec. (2.11) Donde: i = Número de orden de la observación, la cual depende de los TEF ordenado en forma creciente, al menor TEF le corresponde el orden 1 y así sucesivamente. n = Número total de observaciones 3. Utilización del software especializado (Crystall Ball) para el cálculo de los diferentes parámetros de escala (η), forma (β) y posición (γ) como se muestra en el capítulo IV. 4. Determinación del tiempo promedio entre fallas (TPEF) utilizando la tabla de la Ley numérica de Weibull para obtener A y B. (Ver anexo A) [11] TPEF = Aη + γ Ec. (2.12) 2.2.8. Evaluación Técnica Se basa en un estudio general del equipo para el conocimiento y entendimiento del mismo, tanto de las condiciones de diseño y las condiciones de operación dentro del sistema productivo. Con la evaluación técnica se busca la siguiente información: Funciones que debe cumplir el equipo (Contexto operacional): Revisar si las condiciones de diseño del equipo se encuentra en valores “aceptables” con las de operaciones en el tiempo de estudio. Fallas funcionales: Examinar el equipo en busca de condiciones anormales (ambiente, funcionamiento, entre otras) Modos de falla y causa: Estudio de las diferentes fallas y como se podrían materializar en el proceso. 47 Efectos de las fallas: Posibles eventos que podrían desviar el sistema productivo de las condiciones normales de producción. Consecuencias de las fallas: Implicaciones de las fallas en el proceso productivo donde se encuentra el equipo. Posibles tareas preventivas: Revisión las actividades y planes de mantenimiento del equipo en busca de aumentar las actividades preventivas y predictivas para el equipo. Acciones de búsqueda de fallas y soluciones: Estudio de mejoramiento de los planes de mantenimiento que se le aplica al equipo (Mantenimiento predictivo y preventivo) al igual que sugerir propuestas de mejoras en los procedimientos en la calidad de las reparaciones. Estudio de Costos: Considera la rentabilidad económica de las soluciones que se le podrían aplicar al equipo. 2.2.9. Visión General de los Procesos del Mejorador La división de mejoramiento de crudo de la empresa Pdvsa Petrocedeño S.A. consta de tres grandes áreas de producción, Área 1 llamada Destilación y Coquificación Retardada, Área 2 llamada Hidroprocesos y Área 3 llamada Servicios Industriales y Almacenamiento Intermedio, subdivididas en unidades de procesos que van desde la unidad 1100 hasta la 6400, están íntimamente relacionadas a lo largo del proceso de mejoramiento de crudo. 2.2.9.1 Proceso de mejoramiento La figura 2.5 presenta en forma esquemática las instalaciones del proceso de mejoramiento de crudo. Dicho proceso puede ser resumido de la siguiente manera: 48 Figura 2.5. Visión General del Proceso del Mejorador Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. El crudo diluido, proveniente de la Faja del Orinoco, pasa por un desalador para eliminar el exceso de sal que contiene. Luego, es alimentado a alta temperatura en la planta de destilación atmosférica. La corriente de nafta que se separa y sale por el tope, es enviada al campo de producción. La mezcla de componentes más pesados (residuo largo), sale por el fondo de la columna de destilación atmosférica, y es sometida a alta temperatura en una Destiladora al Vacío. En la unidad de destilación al vacío se incrementa la temperatura y se disminuye la presión de vacío a 22 mmHg para obtener los destilados. Los destilados livianos son enviados a la unidad hidrotratadora y los destilados pesados a la unidad de hidrocraqueo. 49 La mezcla de componentes extrapesados del fondo de la unidad de Destilación al Vacío, se somete a altas temperaturas en la unidad de Coquificación Retardada. Las moléculas largas y pesadas se craquean y los productos livianos que se obtienen en la unidad son enviados a la hidrotratadora y el destilado mediano es procesado en la unidad de Hidrocraqueo. En los tambores de coquificación se forma el coque, el cual es removido para su disposición y comercialización. Existen dos unidades manufacturadoras de hidrogeno, elemento utilizado en las unidades de Hidrocraqueo e Hidrotratamiento. En la unidad Hidrotratadora se procesan los destilados livianos (LPG, nafta y gasóleos livianos) para la remoción del azufre y en la unidad de hidrocraqueo se procesan los destilados medianos (gasóleo de vacío y gasóleo del coque) para someterlo a un craqueo ligero y remoción del azufre. Los gases ácidos son procesados en las unidades recuperadoras de azufre para la obtención del azufre y su posterior comercialización como azufre líquido o sólido. La unidad de tratamiento de gases de cola (efluentes de la planta de azufre) permite reducir el contenido de S02 a valores inferiores a las regulaciones internacionales. Las aguas de procesos son tratadas para la remoción de los gases ácidos y su posterior re-uso en las unidades. Las aguas de desecho son procesadas en la unidad de tratamiento de agua para garantizar la remoción de los contaminantes antes de su disposición. 2.2. AEROENFRIADORES. FUNCIONES BÁSICAS Un Aeroenfriador (Air – Cooled Heat Exchanger) o intercambiador de calor enfriado por aire, es un dispositivo que rechaza el calor de un fluido al aire del ambiente (Ver anexo B). En contraste con los intercambiadores de casco y tubo al igual que las torres de enfriamiento que rechazan el calor al agua, éste lo hace al aire. La ventaja 50 evidente de un intercambiador de calor enfriado por aire es que no requiere agua, lo que significa que las plantas que requieren grandes capacidades de refrigeración no tienen por qué estar situada cerca de un suministro de agua de refrigeración. Puede ser tan pequeño como un radiador de automóvil o lo suficientemente grandes como para rechazar el calor de los gases de escape de turbinas de vapor de condensación. Existen dos (2) tipos de aeroenfriadores y van a depender esencialmente de la forma en que manejan el aire del ambiente que los circunda, tenemos de esta manera: Corriente Forzada: Se refiere aquellos aeroenfriadores que dirigen de manera forzada la corriente de aire del ambiente, para que atraviese las bahías o paquetes de transferencia de calor. Corriente Inducida: Se refiere aquellos aeroenfriadores que extraen el aire del ambiente y lo inducen atravesar las bahías o los paquetes de transferencia de calor. Un aeroenfriador básico consta de los siguientes componentes: Uno o más paquetes de superficie de transferencia de calor (Bahías). Un dispositivo que mueva el aire, como un ventilador, soplador. A menos que sea de corriente natural, necesitará una transmisión de potencia mecánica para girar el ventilador o soplante. Una caja de viento de presión con valores ligeramente a la atmosférica (plenum) entre el paquete o paquetes de transferencia de calor y el dispositivo que mueve el aire. Una estructura de apoyo lo suficientemente alta como para permitir que el aire pueda entrar por debajo del intercambiador de calor enfriado por aire a una tasa razonable. Pasarelas para el mantenimiento del ventilador y los paquetes de transferencia de calor. 51 La figura 2.6 muestra los componentes básicos de un aeroenfriador de proceso. Figura 2.6. Componentes Básicos de un Aeroenfriador Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 1. Aspas 2. Anillo protector de las aspas 3. Plenum 4. Boquilla 5. Cabecera 6. Haz de tubos 7. Ensamble Conductor 8. Columna de apoyo 9. Espacio para la correa La configuración mecánica del aeroenfriador en estudio, se encuentra constituida por un reductor de velocidad, que tiene como finalidad producir movimiento a un eje acoplado a un ventilador que impulsa el aire hacia el haz tubular. El ventilador del aeroenfriador puede ser impulsado por: Motores eléctricos, turbinas de vapor, gas o motores de gasolina y motores hidráulicos. La elección normalmente seleccionada es el motor eléctrico. 52 El reductor de velocidad más popular que se utiliza en estos equipos es el de alto par de apriete tipo positivo por transmisión por correa, que utiliza poleas dentadas. Se utilizan motores de 50 o 60 caballos de fuerza (hp) con ventiladores de hasta unos 18 pies de diámetro. Las correas tipo “V” se utilizan en pequeños y medianos tamaños, siendo el medio de transmisión de potencia en el aeroenfriador. La velocidad del ventilador va depender de la combinación adecuada del diente o el tamaño de la polea con las propiedades de la correa tipo “V” y por la selección de un buen radio con la reducción de marchas. La velocidad del ventilador no debe estar por encima de 12.000 pies por minuto por razones mecánicas, y puede ser reducido para obtener los niveles de ruido más bajos. El motor y la velocidad del ventilador a veces se controlan con las unidades de frecuencia variable. La figura 2.7 que se muestra a continuación contiene el arreglo mecánico del equipo en estudio: Haz Tubular Ventilador Polea Motriz Polea Conducida Correa Motor Eléctrico Figura 2.7. Arreglo Mecánico del Aeroenfriador en Estudio Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 53 CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO Este capítulo tiene como propósito mostrar la metodología utilizada, donde se indica el tipo de investigación y las diferentes técnicas, que se utilizaron a lo largo del desarrollo del mismo. 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN El presente trabajo de investigación titulado “Evaluación técnica del comportamiento operacional basada en los indicadores de efectividad de los aeroenfriadores de procesos del mejorador de crudo” Caso: Pdvsa – Petrocedeño se desarrolló bajo una estrategia de Investigación Documental, ya que se basó en la revisión de fuentes y documentos bibliográficos, así como también en manuales de especificaciones técnicas de los equipos, procedimientos utilizados en estos y la consulta de criterios y metodologías de mantenimiento de diversos autores. Del mismo modo se empleó la Investigación de Campo, que permitió el conocimiento de la configuración del sistema y el comportamiento real de los equipos; además se realizó un diagnóstico de la situación operacional actual de las diferentes variables que se utilizaron en la evaluación de las actividades que se desarrollaron. El propósito de la investigación puede clasificarse como Aplicada basada en los resultados obtenidos, debido a que se hicieron propuestas de reemplazo y mejoras de las condiciones operacionales, empleando bases teóricas de mantenimiento para la resolución de problemas prácticos que se suscitaron en la empresa. Según el conocimiento; la investigación es de carácter Descriptiva ya que el propósito principal de ésta fue describir las situaciones y eventos en los 54 aeroenfriadores; decir cómo fueron y como se manifestaron caracterizando el hecho, fenómeno o situación con el fin de establecer su estructura o comportamiento. 3.2. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS En el desarrollo de ese trabajo se utilizaron distintas técnicas e instrumentos para la recolección y el análisis de los datos relacionado con las operaciones y el diseño de los aeroenfriadores, con la finalidad de conocer las condiciones operacionales, así como también el ciclo de vida de estos equipos, y de esta manera proponer mejoras en el mantenimiento preventivo en función del incremento de la confiabilidad y disponibilidad. Entre las técnicas utilizadas en el desarrollo de este trabajo tenemos las siguientes: 3.2.1 Observación Directa: La observación directa se utilizó como una técnica para identificar y describir los distintos equipos en estudio, situaciones y funciones que cumplen en el sistema productivo de mejoramiento de crudo, tomando informaciones necesarias y las cuales se registraron para su posterior análisis. 3.2.2 Documentación y Recolección de Data Histórica de Falla: Se utilizó esta técnica para la recolección de la data histórica de fallas en los aeroenfriadores por unidad de proceso, con la finalidad de establecer el comportamiento del equipo en el lapso de investigación. 3.2.3 Recolección de Data Operacional y de Diseño: Esta técnica se utilizó para el reconocimiento de la información que se encuentra en los manuales de diseño de los aeroenfriadores así como en los manuales de operación. Esta información fue necesaria para acentuar el conocimiento del diagnóstico de la situación operacional actual soportado en la observación directa. 3.2.4 Entrevistas informales al Personal: Se utilizó para obtener distintos puntos de vistas de la investigación, para adquirir y soportar gran parte de la 55 información necesaria para la elaboración de este trabajo y se le realizó al personal de experiencia en el área de mantenimiento y confiabilidad, además permitió conocer en detalles los trabajos realizados a los aeroenfriadores, fallas más comunes y recurrentes, así como también las condiciones operacionales de éstos. 3.2.5 Encuestas: Esta técnica representó el método más idóneo en la recolección de información para la realización del análisis de criticidad y se llevó a cabo por medio encuestas estructuradas, con preguntas escritas organizadas en un cuestionario impreso al personal relacionado con los equipos en estudio, ya que no se contaba con suficiente documentación y los registros necesarios para la elaboración de dicho análisis. 3.2.6 El Diagnóstico: Una vez realizado la observación directa, la recolección de datos operacionales y de diseño, efectuadas las entrevistas informales y haber realizado las encuestas al personal calificado de operaciones y mantenimiento, se utilizó la técnica del diagnóstico que permitió hacer una síntesis de esta información y se identificaron los hechos irregulares en el funcionamiento de los aeroenfriadores. 3.2.7 Metodología D.S. para el Análisis de Criticidad: Esta técnica permitió jerarquizar a los aeroenfriadores de procesos en el mejorador, de acuerdo al impacto que estos producen a nivel de seguridad, ambiente y producción. Se estableció una escala de criticidad (No crítico, Semicríticos y Crítico) para definir el impacto de las fallas en el proceso productivo. 3.2.8 Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF): Esta técnica facilitó la identificación de las fallas en los aeroenfriadores críticos, utilizándose tablas para sintetizar y recabar toda la información, la cual proporcionó el reconocimiento y la evaluación de los modos de fallas con sus posteriores efectos. 3.2.9 Análisis Causa Raíz: La aplicación de esta herramienta, permitió la elaboración de un árbol de fallas, donde se determinaron las causas físicas, 56 humanas y latentes, de la falla que más se reflejaba en el AMEF, permitiendo adoptar acciones correctivas con el fin de minimizarlas. 3.2.10 Manejo de Programas Computación: Con la ayuda de esta herramienta fue posible la organización y presentación de datos así como los resultados (Indicadores de Efectividad), de la manera más sencilla posible, ordenada y práctica para el mejor entendimiento. 3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA La población es el conjunto total de individuos, objetos o medidas que poseen algunas características comunes, observables en un lugar y en un momento determinado. Estuvo representada por los 310 aeroenfriadores de proceso, que se encuentran distribuidos a lo largo de todo el complejo de mejoramiento de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A., distribuidos de la siguiente manera (Ver tabla 3.1.): Tabla 3.1. Población de la Investigación EQUIPOS EN ESTUDIO ÁREA 1 ÁREA 2 ÁREA 3 NOMBRE CANTIDAD DESTILACIÓN Y COQUIFICACIÓN RETARDADA HIDROPROCESOS SERVICIOS INDUSTRIALES Y ALMACENAMIENTO INTERMEDIO 98 182 TOTAL 30 310 La población humana también formó parte de la investigación y estuvo representada por el personal al cual se le realizaron las encuestas y entrevistas para el mejor conocimiento del equipo. (Personal de Operaciones y Mantenimiento). La muestra es un subconjunto fielmente representativo de la población. El tamaño de la muestra depende de la precisión con que se desea llevar a cabo el estudio, pero por regla general se debe usar una muestra tan grande como sea posible de acuerdo a los recursos que haya disponibles. Entre más grande sea la muestra, 57 mayor es posibilidad de ser más representativa de la población. La muestra estudiada estuvo conformada por la familia de equipos que resultaron ser críticos según la aplicación de la metodología D.S. de Análisis de Criticidad, para este trabajo de investigación fue representada por 12 aeroenfriadores de la unidad 1300, 1400, 1500 (Coquificación Retardada) con Tag. 01EAF3001xx y 16 aeroenfriadores de la unidad 3100, 3200 (Regeneradora de Aminas) con Tag 03EAF1004xx. La muestra humana estuvo representada por los 8 Técnicos de Equipos Rotativos del personal de mantenimiento. 3.4 ETAPAS DE LA INVESTIGACIÓN 3.4.1. Revisión Bibliográfica: La fase inicial del trabajo de investigación consistió en la recopilación y revisión de las distintas fuentes de información que se encuentran en el mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A., para de esta manera comprender de forma general el proceso de mejoramiento de crudo y la función que cumple el equipo en el sistema. Encontrándose la base de datos EDMS (Electronic Document Manager System) que se utilizó para la búsqueda de todo lo que tiene que ver con las características, diseño, ubicación, planos ente otras de todos los equipos que existen en el mejorador. Se avanzó de manera paralela en la revisión de fuentes bibliográficas capaces de proporcionar información referente a confiabilidad de equipos y sistemas industriales y otros tópicos vinculados al tema, entre las que se destacan, tesis de grado de temas relacionados, fuentes digitales (Páginas Web) y libros de texto del área de interés. 3.4.2. Diagnóstico de Equipos: En esta etapa de la investigación se realizó una inspección de todos los aeroenfriadores que conforman las unidades de procesos, mediante la técnica de observación directa, a fin de verificar la 58 situación actual en la que se encuentran los mismos, la ubicación física y la función que cumple el equipo en el sistema, recolectando datos de las variables operacionales que maneja y comparándolas con las de diseño. Se realizaron entrevistas informales al personal de mantenimiento así como también al departamento de confiabilidad, lográndose el diagnóstico de la situación operacional actual de los aeroenfriadores. 3.4.3. Analizar la Data de Falla: Consistió en la revisión del historial de fallas que han presentado los equipos desde el primer día del año 2005, hasta el último día del año 2007. Esta data se encuentra registrada en un programa computacional llamado SAP R/3, que es el utilizado por la empresa para almacenar esta información y realizar las diferentes programaciones de mantenimiento en el mejorador. Se revisaron por otra parte los libros de registros de operación y se hicieron entrevistas informales al personal de experiencia en el área de mantenimiento. Este conjunto de datos fueron los que permitieron definir el comportamiento de los equipos en función del tiempo, obteniéndose de esta forma el comportamiento más aproximado al real. 3.4.4. Aplicar la Metodología de Análisis de Criticidad a los Aeroenfriadores: El desarrollo de esta etapa, contempló la evaluación del equipo según las opiniones de expertos y del departamento de confiabilidad, sus experiencias sirvieron para cuantificar de alguna manera los riesgo de los componentes y de esta manera jerarquizarlos en base a un indicador llamado “criticidad”, para direccionar correctamente los recursos y ordenes de mantenimiento. El departamento de confiabilidad consideró para este estudio, la utilización de la metodología D.S. (Diógenes Suárez) de análisis de criticidad, debido a su sencillez y versatilidad a la hora de adaptarse al contexto operacional de la empresa. Se discutieron los parámetros que iban a ser incluidos en dicho 59 análisis con el objeto de contener en la matriz ponderada los que mejor describieran la situación de los equipos en el período de estudio además de obtener sin ninguna dificultad esta información; entre los parámetros, el ENT decidió eliminar el costo del área de producción, por ser una información difícil de conseguir en la empresa. Ya definidos los parámetros del análisis la investigación se enfocó en buscar información que permitiese ponderarlos y de esta manera establecer con precisión la criticidad de cada equipo, primeramente se le realizaron encuestas con entrevistas estructuradas al personal involucrado en el conocimiento del comportamiento histórico del equipo con los parámetros escogidos por el departamento, seguidamente con la ayuda de la ecuación 2.5 que posee las constantes K1 y K2 que tienen como función garantizar que el resultado de la criticidad no supere el 100%, se obtuvo la criticidad de los equipos. A consecuencia de la eliminación del parámetro costo del área de producción, la constante K2 tomo un valor diferente, dicho valor fue suministrado por el creador de la metodología, y se muestra en el capítulo IV. 3.4.5. Analizar los Modos y Efectos de Fallas de los Equipos Críticos en el estudio: En este punto se identificaron las fallas potenciales de los aeroenfriadores críticos con el propósito de conocer los modos y los efectos que producían en el equipo y en el proceso, para sugerir reemplazos y/o mejoras en estos, buscando que los distintos modos de fallas sean reducidos al máximo. Se definió el contexto operacional partiendo de la función para los cuales están diseñados, se identificaron las fallas funcionales, las maneras o formas en las que falla y lo que ocurre cuando el equipo falla de esa manera; estos cuatro aspectos son los que forman parte del AMEF y para esta información se dispuso de un formato de recolección de toda la información necesaria y de utilidad para la investigación, como se muestra en la figura 3.1. 60 REALIZADO POR: ÁREA: EQUIPO: FUNCIÓN REVISADO POR: UNIDAD: TAG: FALLA FUNCIONAL ¿PERDIDA DE FUNCIÓN? MODO DE FALLA ¿QUE CAUSA LA FALLA? FECHA: HOJA DE EFECTO DE FALLA (¿QUE OCURRE CUANDO FALLA?) Figura 3.1 Formato para el Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) Fuente: Propia. 3.4.6. Análisis Causa Raíz de la Falla Recurrente en los Componentes de los Aeroenfriadores Críticos para la Determinación del Origen de la falla: Se utilizó esta herramienta para identificar las causas físicas, humanas y latentes, de la falla que más se reflejaba en los componentes de los aeroenfriadores críticos según el AMEF para de esta manera, sugerir las acciones correctivas y preventivas correspondientes. El estudio se basó en la construcción de un árbol de fallas que permitió el ordenamiento lógico de las posibles fallas que podrían ocurrir y se observó de forma gráfica la relación entre un modo de falla de un sistema en particular y la causa básica que la produce. 3.4.7. Estimación de los Indicadores de Efectividad: En esta etapa de la investigación se estimaron los indicadores de efectividad a la falla recurrente en los componentes de los aeroenfriadores. El ENT consideró estimar los siguientes indicadores para este trabajo de investigación: Confiabilidad, TPEF, TPPR y Disponibilidad. Para la confiabilidad se utilizaron las ecuaciones de la distribución Paramétrica de Weibull y para la Disponibilidad, se utilizaron los tiempos promedios entre fallas al igual que los tiempos promedios para reparar, garantizando efectivamente la toma de decisiones en el cálculo. Se elaboró una hoja de cálculo en Excel para vaciar toda la información y disminuir el tiempo en el cálculo para posteriores consultas, ésta se encuentra reflejada en el Anexo C. 61 A continuación se describe un resumen de la metodología diseñada para la ejecución de las etapas constituyentes del trabajo de investigación. Figura 3.2 Resumen de la Metodología Utilizada en el Trabajo de Investigación Fuente: Propia. 62 CAPITULO IV. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN 4.1 DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS EN FUNCIÓN AL CONTEXTO OPERACIONAL El mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. está dividido en 3 grandes áreas de producción que realizan las diferentes operaciones industriales para el mejoramiento de crudo, estas a su vez se subdividen por unidades de procesos, donde se encuentran distribuidos los 310 aeroenfriadores, como se muestra en la tabla 4.1. Tabla 4.1. Áreas de Producción y Unidades de Procesos del Mejorador de Crudo. ÁREA NOMBRE 1 DESTILACIÓN Y COQUIFICACIÓN RETARDADA 2 HIDROPROCESOS 3 SERVICIOS INDUSTRIALES Y ALMACENAMIENTO INTERMEDIO UNIDADES DE PROCESOS AEROENFRIADORES 1100 : DESALADORA Y DESTILADORA DE 34 CRUDO (CDU) 1200: DESTILACIÓN ALTO VACÍO (VDU) 10 1300, 1400, 1500: COQUIFICACIÓN 38 RETARDADA 1600: RECUPERADORA DE GASES (GRU) 14 2100: HIDROTRATADORA DE NAFTAS Y 44 DESTILADOS 2300: HIDROCRAQUEO LIGERO 54 2500, 2600: MANUFACTURA DE 26 HIDROGENO COMPLEJO MEJORADOR DE AZUFRE 3100, 3200: REGENERADORA DE AMINA 28 3300, 3400: DESPOJADORA DE AGUAS 14 ÁCIDAS 3500, 3600, 3700: RECUPERADORA DE 2 AZUFRE 3800: TRATAMIENTO DEL GAS COLA 16 4100: TRATADORA DE AGUAS USADAS 10 5100: ALMACENAMIENTO TEMPORAL 2 5400 BLENDER COOLER 16 6400 SISTEMAS DE AGUA DE CALDERA 2 /VAPOR/ CONDENSADO 310 63 Cada unidad de proceso se relaciona con otra y realiza operaciones donde intervienen diferentes variables como el tipo de fluido, la temperatura del proceso, la velocidad del ventilador, la potencia del motor entre otras, que no necesariamente son las mismas en todos los equipos. A continuación se describen los equipos por unidad de proceso: 4.1.1. Unidad 1100: Desaladora y Destiladora de Crudo (CDU) Es la unidad que recibe el crudo extrapesado diluido con nafta que proviene de la división de producción, pasando primeramente por los desaladores que son los encargados de reducirle gran parte de las impurezas, a continuación el crudo se dirige hacia la torre de destilación que fracciona a presión atmosférica y alta temperatura éste, enviando a otras unidades de procesos los destilados que en ella se dividen con excepción del diluente (Ver figura 4.1). Por esta razón los aeroenfriadores de esta unidad trabajan a temperaturas de diseño que pueden variar desde 100 ºC hasta 250 ºC y deben de poseer una gran eficiencia ya que los fluidos que los atraviesan son la base o el comienzo de otra unidad de proceso. En la tabla 4.2 se muestran los aeroenfriadores y las variables que se encuentran en esta unidad: Figura 4.1 Vista Aérea de la Unidad 1100 del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 64 Tabla 4.2. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1100: Desaladora y Destiladora de Crudo (CDU) del Área 1 del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) NOMBRE TAG CANT. FLUIDO OVERHEAD CONDENSER 01EAF1001XX 6 CRUDE COLUM OVHD 113 54 ± 110 ± 60 BOTTOM P/A COOLER 01EAF1002XX 2 BOTTOM P/A 220 204 ± 218 NAPHTHA COOLER 01EAF1003XX 8 TOTAL NAPTHA 133 102 SRGO COOLER 01EAF1004XX 2 209 LVGO COOLER 01EAF1005XX 2 BRINE COOLER NAPTHA RECYCLE COOLER NAPTHA PURGE COOLER HVGO PRODUCT COOLER 01EAF1006XX 4 01EAF1007XX 4 01EAF1008XX 01EAF1010XX POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 34 1200 ± 1170 200 ± 195 ± 209 17 1800 ± 1750 300 ± 292 ± 132 ± 105 34 1200 ± 1150 200 ± 197 70 ± 208 ± 73 34 1200 ± 1100 200 ± 195 110 70 ± 110 ± 75 25 1800 ± 1760 261 ± 255 116 54 ± 115 ± 59 34 1200 ± 1170 200 ± 195 RECYCLE DILUENT 102 55 ± 99 ± 60 34 1200 ± 1150 200 ± 196 2 NAPTHA PUHRGE TO GRU 102 49 ± 102 ± 53 25 1800 ± 1780 261 ± 255 4 HVGO PRODUCT 127 90 ± 125 ± 95 17 1800 ± 1750 273 ± 270 DRAW SRGO PRODUCT LVGO PRODUCT BRINE Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 65 4.1.2. Unidad 1200: Destilación Alto Vacío (VDU) Luego de pasar el por la unidad 1100 donde ocurre un fraccionamiento a presión atmosférica, el crudo se dirige a la torre de destilación al alto vacío, que es la encarga de continuar el fraccionamiento, con la diferencia que trabaja con los destilados más pesados, utilizando la disminución de la presión y altas temperaturas para realizar esta operación. El resultado es enviado para la unidad de Hidrotratamiento y Coquificación Retardada. (Ver figura 4.2) Los aeroenfriadores de esta unidad al igual que la unidad de destilación trabajan a temperaturas de fluido de diseño altas, que van desde 100 ºC hasta 250º Figura 4.2. Vista Aérea de la Unidad 1200 Destilación al Alto Vacío Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.3 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en la unidad 1200 del área 1. 66 Tabla 4.3. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1200: Destilación Alto Vacío (VDU) del Área 1 del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. NOMBRE LVGO PUMPAROUND COOLER HVGO PUMPAROUND COOLER COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO OPERACIONAL T. E. T.S. T. E. T.S. (ºC) (ºC) (ºC) (ºC) TAG CANT FLUIDO 01EAF2001XX 8 LVGO P/A 110 62 ± 110 ± 65 01EAF2002XX 2 HVGO P/A 210 199 ± 203 ± 203 Donde: Tag: Código del Equipo POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 21 1800 ± 1760 256 ± 252 12,5 1800 ± 1760 389 ± 385 Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 67 4.1.3. Unidad 1300, 1400, 1500: Coquificación Retardada En estas unidades se convierte el residuo corto, transformándolo en gas combustible, destilados y coque. Su principio de operación es craquear térmicamente el residuo corto, al fragmentar sus moléculas convirtiéndolas en destilados de alto valor, mediante una alta temperatura (504 °C). El tiempo de residencia en los tambores donde se queda el coque formado, produce gases incondensables, nafta, LPG y gasóleos que salen por la línea de tope hasta la fraccionadora para su posterior manejo en otras unidades. Los aeroenfriadores de esta unidad están expuestos a dos condiciones, una alta radiación por los vapores del tambor de condensado de la unidad (V – 3011) y a un ambiente muy desfavorable para su operación debido a los finos de coque que se encuentran en el ambiente y que penetran en todos los equipos de esta unidad. Es considerada una de las unidades de procesos con más número de fallas de los aeroenfriadores en el mejorador. La temperatura del área de operación está entre 30 ºC y 45 ºC. Figura 4.3. Vista Aérea de la Unidad 1300, 1400 y 1500 Coquificación Retardada Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.4 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en la unidad 1300, 1400 y 1500 del área 1. 68 Tabla 4.4 Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1300, 1400, 1500: Coquificación Retardada del Área 1, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) 177 66 ± 175 ± 90 NOMBRE TAG CANT BLOWDOWN CONDENSER 01EAF3001XX 12 01EAF3002XX 2 BLOWDOWN CIRCULATING OIL 238 149 ± 235 01EAF3003XX 16 N. FRACT. O.H. + ST 116 49 HCGO COOLER 01EAF3004XX 2 179 LCGO PA COOLER 01EAF3005XX 4 LCGO COOLER 01EAF3006XX 2 BLOWDOWN CIRCULATING OIL COOLER FRACTIONATOR OVERHEAD CONDENSER FLUIDO COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 42 1800 ± 1750 194 ± 192 ± 152 12,5 1800 ± 1750 280 ± 278,5 ± 115 ± 51 35 1800 ± 1750 187 ± 186 90 ± 180 ± 93 35 1800 ± 1750 201 ± 200 174 138 ± 172 ± 140 35 1800 ± 1750 201 ± 200 150 70 ± 152 ± 73 42 1800 ± 1750 194 ± 193 BLOWDOWN DRUM OVERHEAD HCGO PRODUCT LCGO PUMPAROUND HCGO PRODUCT Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 69 4.1.4. Unidad 1600: Recuperación de Gas (GRU) Esta unidad procesa los gases de cola provenientes de las unidades de recuperación de azufre. Este proceso consiste en el hidrotratado del gas de cola, en un reactor donde se inyecta hidrógeno fresco, para transformar el dióxido de azufre contenido en éste, nuevamente en sulfuro de hidrógeno (Ver figura 4.4). El gas de cola “limpio” pasa al incinerador, donde se realiza una emisión controlada de SO2 (Dióxido de Sulfuro) y otra parte se recupera para utilizarlo como combustible en los diferentes procesos del mejorador. Los aeroenfriadores de esta unidad están expuestos a diferentes gases contaminantes y corrosivos, es muy frecuente encontrar a los equipos en elevado grado de corrosión. Las temperaturas de los fluidos son relativamente bajas para lo que se maneja en el mejorador Figura 4.4. Vista de la Unidad 1600 Recuperación de Gas (GRU) Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.5 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en la unidad 1600 del área 1. 70 Tabla 4.5. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 1600: Recuperación de Gas (GRU) del Área 1, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. NOMBRE COMPRESSOR INTERSTAGE CONDENSER ABSORBER STRIPPER FEED COND. NAPTHA PRODUCT COOLER SPONGE OIL COOLER COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) TAG CANT FLUIDO 01EAF6001XX 4 LCGO PUMPAROUN 90 49 ± 90 ± 50 01EAF6002XX 4 ABSORBER STRIPP 89 49 ± 88 01EAF6003XX 2 LCGO PUMPAROUN 124 65 01EAF6004X 4 LEAN SPONGE OIL 206 55 POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 35 1800 ± 1750 194 ± 193 ± 50 42 1200 ± 1150 194 ± 193 ± 122 ± 66 25 1800 ± 1750 245 ± 243,5 ± 205 ± 58 30 1770 ± 1750 201 ± 200 Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 71 4.1.5. Unidad 2100: Hidrotratadora de Naftas y Destilados (NDHDT) Aquí se reciben la nafta y los gasóleos livianos, provenientes de las unidades de Destilación y de Coquificación, para ser hidratados mediante el uso de catalizadores y la adición de hidrógeno (Ver figura 4.5). Esto permite reducir el contenido de azufre y compuestos nitrogenados; así como eliminar metales, compuestos insaturados, aromáticos y oxigenados presentes en los cortes de destilados para mejorar las propiedades mediante reacciones de Hidrotratamiento. Su importancia es alta, ya que una parada total de NDHDT ocasionaría en una reducción de carga del mejorador. Los aeroenfriadores de esta unidad están expuestos a altas temperaturas debido a la cercanía de los reactores donde se separa el azufre, adicionando el ambiente de gases aromáticos. Figura 4.5. Vista Aérea de la Unidad 2100 Hidrotratadora de Naftas y Destilados Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.6 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en la unidad 2100 del área 2. 72 Tabla 4.6 Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 2100: Hidrotratadora de Naftas y Destilados (NDHDT) del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. NOMBRE REACTOR EFFLUENT AIR COND GAS OIL AIR COOLER STRIPPER AIR CONDENSER NAPHTHA STABILIZER AIR CONDENSER NAPHTHA SPLITTER AIR CONDENSER HEAVY NAPHTHA AIR COOLER COMPRESSOR AFTER COOLER COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) TAG CANT FLUIDO 02EAF1001XX 16 HC+H2+H2S+H2O 120 50 ± 115 ± 54 02EAF1002XX 8 HC (STRIPP. BTTM) + H2O 163 49 ± 163 02EAF1003XX 6 HC+H2+H2S+H2O 168,1 55 02EAF1005XX 4 HC+H2+H2S+H2O 66,6 02EAF1006XX 6 HC (NAPTHA SPLIT. OH) 02EAF1007XX 2 02EAF1061XX 2 POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 25 1200 ± 1170 187,5 ± 183 ± 52 34 1200 ± 1170 200 ± 195 ± 169 ± 60 34 1200 ± 1175 200 ± 195 55 ± 68 ± 58 17 1800 ± 1750 318,5 ± 310 78,8 46,8 ± 77 ± 48 34 1200 ± 1150 200 ± 195 HC 155,4 49 ± 152 ± 52 21 1800 ± 1750 300 ± 293 HC+H2+H2S+H2O 140 45 ± 145 ± 50 12,5 1800 ± 1750 450 ± 438 Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 73 4.1.6. Unidad 2300: Hidrocraqueo Ligero (MHC) Es aquí donde se tratan los gasóleos pesados de unidades de Destilación y Coquificación, mediante un proceso de hidrogenación catalítico de alta severidad, para obtener un producto más liviano y con bajo contenido de azufre así como hidrogenar los compuestos insaturados presentes en las corrientes de gasoil pesado producido en las unidades del Mejorador (Ver figura 4.6). La función Principal de MHC es la de mejorar las propiedades de los cortes pesados provenientes de las unidades, en otras palabras es la de obtener a partir de una corriente de hidrocarburos pesados y viscosos, productos más livianos con menos azufre y nitrógeno. Es la unidad donde se trabaja a presiones elevadas (entre 106 y 110 barg), los aeroenfriadores como en la unidad NDHDT están expuestos a altas temperaturas. Figura 4.6. Vista Aérea de la Unidad 2300 Hidrocraqueo Ligero Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.7 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en la unidad 2300 del área 2. 74 Tabla 4.7. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 2300: Hidrocraqueo Ligero (MHC) del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. NOMBRE HOT HP SEPARATOR AIR COOLER STRIPPER AIR CONDENSER HYDROCR. HEAVY GASOIL AIR COOLER INTERSTAGE AIR COOLER SYNCRUDE AIR COOLER COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) TAG CANT FLUIDO 02EAF3001XX 32 HC+H2+H2S 105 50 ± 103 ± 52 02EAF3002XX 2 HC+H2+H2S 190 50 ± 192 02EAF3003XX 6 HC+ H2S 158 90 02EAF3004XX 4 H2+CL 108 02EAF3009XX 10 HC 80 POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 17 1800 ± 1750 233,5 ± 227 ± 53 25 1800 ± 1750 250 ± 244 ± 156 ± 91 17 1800 ± 1750 267 ± 259 49 ± 108 ± 51 25 1800 ± 1750 300 ± 293 55 ± 82 ± 57 21 1200 ± 1200 200 ± 195 Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 75 4.1.7. Unidad 2500, 2600: Manufactura de Hidrogeno (HMU) Son las encargadas de transformar el gas natural y vapor de agua, en hidrógeno. Este proceso se realiza a una temperatura elevada (800 °C), utilizando un catalizador de reformación, el cual activa la reacción entre el gas y el vapor natural de agua (Ver figura 4.7). El objeto de la Unidad de Manufactura de Hidrógeno radica en la necesidad existente de ofrecer un crudo mejorado con un bajo contenido residual de azufre (< 0.15%). Además con el objeto de incrementar el valor del producto se produce una mejoría en otras propiedades tales como reducir su viscosidad, disminuir su densidad lo que equivale a aumentar su gravedad API y otras propiedades. Figura 4.7. Vista de la Unidad 2500, 2600 Manufactura de Hidrogeno Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.8 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en la unidad 2500 y 2600 del área 2. 76 Tabla 4.8. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad 2500, 2600 Manufactura de Hidrogeno (HMU) del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. NOMBRE RECYCLE K-5001 AIR COOLER AIR COOLER FAN (5002) STEAM CONDENSER GAS PROCCESS COOLER (5004) RECYCLE K-6001 AIR COOLER AIR COOLER FAN (6002) GAS PROCCESS COOLER (6004) TAG CANT FLUIDO 02EAF5001XX 2 FEED GAS 02EAF5002XX 6 02EAF5003XX 6 02EAF5004XX 2 02EAF6001XX 2 02EAF6002XX 6 02EAF6004XX 2 CONVERTED GAS CONVERTED GAS CONVERTED GAS FEED GAS CONVERTED GAS CONVERTED GAS COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) 132 49 ± 130 ± 51 164,5 55 ± 166 160 65 173,3 POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 12 1800 ± 1750 360 ± 355 ± 58 44 1800 ± 1750 230 ± 225 ± 163 ± 68 44 1800 ± 1750 202 ± 200 164,5 ± 170 ± 165 13 1745 ± 1730 202 ± 201 132 49 ± 133 ± 51 12 1800 ± 1750 360 ± 358 164,5 55 ± 162 ± 56 44 1800 ± 1750 230 ± 227 173,3 164,5 ± 175 ± 166 13 1745 ± 1735 202 ± 200 Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 77 4.1.8. Complejo Recuperador de Azufre En esta unidad el sulfuro de hidrógeno proveniente de las torres regeneradoras de aminas y del tope de las torres despojadoras de aguas agrias, se convierte - mediante una quema controlada - en dióxido de azufre y, luego de una reacción catalítica, finalmente se obtiene el azufre líquido su forma elemental con alto valor comercial (Ver figura 4.8). El azufre obtenido es condensado y enfriado, drenándose de los reactores hacia la fosa de azufre, en donde es desgasificado para ser enviado a los tanques de almacenamiento. Está conformado por 4 unidades de procesos la unidad 3100, 3200: Regeneradora de Aminas, la unidad 3300, 3400: Despojadora de Aguas Ácidas, la unidad 3500, 3600, 3700: Recuperadora de Azufre y la unidad 3800: Tratamiento de Gas de Cola, es considerada un área de proceso altamente peligrosa debido al manejo del gas ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno (H2S). Los aeroenfriadores de esta unidad, están expuestos a estos gases corrosivos y sufren daños severos en sus componentes. Figura 4.8. Vista Aérea del Complejo Recuperador de Azufre Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.9 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en el complejo recuperador de azufre del área 2. 78 Tabla 4.9. Aeroenfriadores y Variables principales que se encuentra en el Complejo Recuperador de Azufre del Área 2, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO T. E. T.S. (ºC) (ºC) OPERACIONAL T. E. T.S. (ºC) (ºC) NOMBRE TAG CANT FLUIDO REGENERATOR OVHD CONDENSER 03EAF1003XX 4 ACID GAS 106 49 ± 108 ± 52 LEAN AMINE COOLER 03EAF1004XX 16 LEAN DEA SOLUTION 96 60 ± 101 03EAF2003XX 4 ACID GAS 106 49 03EAF3002XX 4 SOUR WATER 92 03EAF3004XX 2 STRIPPED WATER 03EAF4002XX 4 SOUR WATER 03EAF4004XX 4 03EAF5001XX 2 03EAF8002XX 6 03EAF8004XX 03EAF8007XX REGENERATOR OVHD. CONDENSER SWS PUMPAROUND COOLER T1 SWS BOTTOMS COOLER T1 SWS PUMPAROUND COOLER T2 SWS BOTTOMS COOLER T2 HOT OIL COOLER QUENCH WATER COOLER LEAN SOLVENT COOLER STRIPPER OVERHEAD CONDENSER POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 30 1200 ± 1170 200 ± 195 ± 71 22 1200 ± 1170 200 ± 195 ± 105 ± 50 30 1200 ± 1180 200 ± 195 60 ± 92 ± 60 30 1200 ± 1100 187,5 ± 183 84 54 ± 82 ± 55 30 1200 ± 1150 167 ± 163 94 60 ± 95 ± 61 30 1200 ± 1150 167 ± 163 STRIPPED WATER HYDROCARB ON SLOPS QUENCH WATER 93 54 ± 95 ± 56 18,5 1200 ± 1150 200 ± 195 300 54 ± 300 ± 54 15 1800 ± 1750 321 ± 313 77 55 ± 79 ± 56 30 1200 ± 1150 167 ± 163 6 LEAN AMINE 82 55 ± 82 ± 55 30 1200 ± 1180 200 ± 195 4 ACID GAS 115 49 ± 118 ± 53 30 1200 ± 1180 200 ± 195 Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 79 4.1.9. Servicios Industriales Estas unidades son utilizadas para generar servicios como agua de enfriamiento, agua potable, agua desmineralizada, vapor, nitrógeno, gas natural, así como también retorno de efluentes en total armonía con el ambiente. El área de servicios industriales está conformado por 4 unidades de procesos como lo son: la unidad 4100: Tratadora de Aguas Usadas, la unidad 5100: Almacenamiento Temporal, la unidad 5400: Blender Cooler y la unidad 6400: Sistema de Agua de Caldera/Vapor/Condensado (Ver figura 4.9). Estas unidades son de muy bajo índice de fallas en los aeroenfriadores, debido a los procesos que manejan. Figura 4.9. Vista de las Unidades 5100 y 6400 Pertenecientes a Servicios Industriales Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. En la tabla 4.10 se presentan los aeroenfriadores y variables que se encuentran en el área de servicios industriales del área 3. 80 Tabla 4.10. Aeroenfriadores y Variables Principales de la unidad de Servicios Industriales del Área 3, del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. NOMBRE WET SLOPS COOLER FAN INTERMED. STO. FLASHED VAPOR COND. VACUUM/DILUENT RESIDUE COOLER EXCESS LP STEAM CONDENSER LEAN AMINE COOLER COMPONENTE ESTÁTICO DISEÑO OPERACIONAL T. E. T.S. T. E. T.S. (ºC) (ºC) (ºC) (ºC) TAG CANT FLUIDO 04EAF1050XX 6 WET SLOPS 150 54 ± 152 ± 56 05EAF1001XX 2 STEAM 212 203 ± 210 05EAF4002XX 16 133,4 104,2 06EAF4002XX 2 LP STEAM 138 03EAF1004XX 4 LEAN DEA SOLUTION 96 VR/SYNCR UDE POT. (KW) COMPONENTE DINÁMICO MOTOR CORREA D O D O RPM RPM RPM RPM 26 1750 ± 1725 255 ± 252 ± 203 3,7 1750 ± 1725 583 ± 580 ± 134 ± 105 25 1750 ± 1725 275 ± 268 98 ± 140 ± 101 35 1800 ± 1770 241,6 ± 238 60 ± 98 ± 63 22 1200 ± 1150 200 ± 195 Donde: Tag: Código del Equipo Cant.: Cantidad T.E.: Temperatura de entrada del fluido al equipo T.S.: Temperatura de salida del fluido en el equipo Pot.: Potencia del motor D: Diseño O: Operacional 81 4.2 ANÁLISIS DE CRITICIDAD A LOS AEROENFRIADORES DEL MEJORADOR Debido a la gran cantidad de aeroenfriadores que se encuentran distribuidos a nivel de todo el mejorador en las diferentes áreas de producción, es necesario establecer hacia qué equipos se deben dirigir todos los esfuerzos y metodologías de mantenimiento, para atender las áreas o subsistemas críticos con el fin de que las estrategias de mantenimiento tengan el mayor impacto en el buen funcionamiento de cada unidad. Basado en las recomendaciones del equipo natural de trabajo (ENT), se decidió realizar un análisis de criticidad a los aeroenfriadores de cada unidad de proceso, utilizando la metodología D.S., la cual se adaptó a la realidad operativa de la empresa, dependiendo ésta significativamente de la cantidad y calidad de información que se encontró de los equipos en estudio, con el propósito de definir los parámetros que se considerarían dentro de ésta metodología para el estudio de los aeroenfriadores de procesos. Este método tiene la particularidad de adecuarse al contexto operacional de cualquier empresa, es decir; los parámetros pueden ser modificados y adaptados al proceso productivo de una empresa en específico y debido a que el departamento de confiabilidad del mejorador trabaja con algunos de estos parámetros se escogieron los siguientes: 1. Área de Mantenimiento: Cantidad de Fallas ocurridas desde el año 2005 al año 2007 Tiempo Promedio Fuera de Servicio (MTFS) en horas desde el año 2005 hasta el 2007. Disponibilidad de Repuestos (DR) desde el año 2005 hasta el 2007. 82 Cumplimiento de Mantenimiento Preventivo (CMP) desde el año 2005 hasta el 2007. Efectividad (E) desde el año 2005 hasta el 2007. Backlog (B) 2. Área de Operaciones: Tipo de Conexión. SIAHO. Estos parámetros fueron ponderados según lo establece la metodología D.S., del uno al tres, uno para el menos severo y tres para el más severo, en la tabla 2.1 se observa la matriz de criticidad resultante, la cual contiene los factores a evaluar y la ponderación de cada uno de ellos. La criticidad de los equipos, fue calculada mediante la ecuación 2.5 mientras que las constantes del área de mantenimiento K1 = 0,0278 y del área operacional K2 = 0,08333 fueron suministradas por el creador de la metodología D.S., estos valores fueron introducidos en la ecuación a modo de garantizar que el valor de la criticidad nunca superase la cifra 100%. El parámetro costo de producción en el periodo a evaluar no fue utilizado, debido a que el departamento de confiabilidad no posee esta información. La metodología establece, que los equipos pueden clasificarse como crítico, semicríticos o no crítico, según el resultado en porcentaje de la ecuación 2.5, la tabla 4.11. muestra la clasificación de la criticidad dependiendo del resultado. 83 Tabla 4.11. Parámetros para Clasificar la Criticidad de los Equipos en Estudio PARÁMETROS PARA ESTABLECER CRITICIDAD NO CRÍTICO (32% ≤ % CRITICIDAD < 50%) SEMICRÍTICOS (50% ≤ % CRITICIDAD < 70%) CRÍTICO (% CRITICIDAD > 70%) Una vez que se han seleccionados los diferentes criterios con la metodología expuesta anteriormente, se procedió aplicar el análisis de criticidad. Se realizó primeramente una encuesta, con la utilización de entrevistas estructuradas, a nivel del personal que de alguna manera esta involucrado en el mantenimiento tanto preventivo como correctivo del equipo, con el objeto de recabar la información necesaria para la ejecución del análisis de criticidad y observar la tendencia de los resultados en éstas. El formato utilizado de dicha encuesta se encuentra en el Anexo D. Inmediatamente se procedió a vaciar todos los datos de la encuesta en la matriz de criticidad, para de esta manera obtener la criticidad de cada equipo por unidad de proceso, ayudado por una hoja de cálculo en el programa Excel, se acortó el tiempo de cálculo para obtener los resultados del análisis hecho en todo el mejorador de crudo. A continuación en la tabla 4.12 se muestra un ejemplo de matriz de criticidad correspondiente a los aeroenfriadores 01EAF3001xx (12) ubicados en la unidad 1300 correspondiente al Área 1. 84 Tabla 4.12. Matriz de Criticidad de los Aeroenfriadores 01EAF3001xx de la Unidad 1300 MATRIZ DE CRITICIDAD REALIZADO POR: DIEGO GUTIÉRREZ EVENTO CONTROL Nº: AÑO 2005 - 2007 ÁREA: 1 EQUIPO: BLOWDOWN CONDENSER UNIDAD: 1300 TAG: 01EAF3001XX ÁREAS 1. FRECUENCIA DE FALLAS OCURRIDAS ÁREA DE MANTENIMIENTO 2.TIEMPO PROMEDIO FUERA DE SERVICIO EN HORAS (MTFS) 3.DISPONIBILIDAD DE REPUESTOS (DR) 4. CUMPLIMIENTO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO PONDERACIÓN 1A) 1 B) 1C) 2 A) 2 B) 2C) ROTATIVO ESTÁTICO 0≤F≤6 0≤F≤1 6 ≤ F ≤ 12 1≤F≤3 F ≥ 12 F>3 TPPR ≤ 4 4 < TPPR ≤ 8 TPPR ≥ 8 1 2 3 1 2 3 3 A) 3B) 3C) 4A) 4 B) 4C) DR ≥ 80% 50% ≤ DR < 80% DR < 50% 75% ≤ CMP < 100% 50% ≤ CMP < 80% 0% ≤ CMP < 50% 1 2 3 1 2 3 CRITERIO SELECCIONADO PUNTOS 1C 3 2C 3 3C 3 4B 2 (CMP) E ≥ 80% 1 50% ≤ E < 80% 2 5B 0% ≤ E< 50% 3 0≤B<2 1 6. BACKLOG (B) 6B 2≤B≤5 2 SEMANAS B>5 3 TOTAL DE PUNTOS OBTENIDOS EN EL ÁREA DE MANTENIMIENTO (Σ A.M.) 7 A) SISTEMA PARALELO 1 7. TIPO DE CONEXIÓN 7 B) COMBINADO 2 7A 7C) SISTEMA SERIE 3 8. SEGURIDAD DEL 8 A) SIN CONSECUENCIA 1 PERSONAL, EFECTO TEMPORAL EQUIPOS 8B) SOBRE LA SEGURIDAD / 2 Y AMBIENTE AMBIENTE 8C 8C) EFECTO PERMANENTE SOBRE LA SEGURIDAD / 3 AMBIENTE TOTAL DE PUNTOS OBTENIDOS EN EL ÁREA DE OPERACIONAL (Σ A.O.) % CRITICIDAD DEL EQUIPO = [K1 * (Σ A.M.) + K2 * (Σ A.O.)] X 100 5. EFECTIVIDAD (E) ÁREA OPERACIONAL CRITERIOS FACTOR A EVALUAR 5 A) 5 B) 5C) 6A) 6B) 6C) 85 2 2 15 1 3 4 75, 02 A continuación en la tabla 4.13 se muestran los resultados obtenidos del Análisis de Criticidad. Tabla 4.13. Resultados del Análisis de Criticidad. FAMILIA DE EQUIPOS CRITICIDAD DE LOS EQUIPOS (%) EVALUACIÓN OBTENIDA CANT. 01EAF3001xx 75,02 Crítico 12 03EAF1004xx 72,25 Crítico 16 Una vez obtenida la matriz de criticidad del aeroenfriador 01EA3001xx, se realizó el mismo procedimiento para los aeroenfriadores restantes de la misma unidad para conocer la criticidad individual, este procedimiento se hizo para todo el mejorador, a continuación se muestran los resultados de la unidad 1300. (Ver figura 4.10) Equipo No Crítico Equipo Semicrítico Equipo Crítico Figura 4.10. Criticidad de los Equipos que conforman la Unidad 1300 pertenecientes al Área 1 del Mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Propia 86 En las tablas 4.14 se hace un resumen por área de producción de los resultados en la aplicación de la metodología de análisis de criticidad en el mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. Tabla 4.14. Resumen de Criticidad obtenida por Áreas de Producción del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. ÁREA 1 Unidad 1100 : DESALADORA Y DESTILADORA DE CRUDO (CDU) FAMILIA DE EQUIPOS Overhead Condenser TAG 01EAF1001xx CRITICIDAD (%) 63,91 CLASIFICACIÓN Semicrítico CANT Bottom P/A Cooler 01EAF1002xx 47,24 No Crítico 2 Naphtha Cooler 01EAF1003xx 47,24 No Crítico 8 01EAF1004xx 47,24 No Crítico 2 Lvgo Cooler 01EAF1005xx 47,24 No Crítico 2 Brine Cooler 01EAF1006xx 47,24 No Crítico 4 Naptha Recycle Cooler 01EAF1007xx 47,24 No Crítico 4 Naptha Purge Cooler 01EAF1008xx 47,24 No Crítico 2 Hvgo Product Cooler 01EAF1010xx 47,24 No Crítico 4 Srgo Cooler 6 UNIDAD 1200 : DESALADORA Y DESTILADORA DE CRUDO (CDU) Lvgo Pumparound Cooler 01EAF2001xx 47,24 No Crítico 8 Hvgo Pumparound Cooler 01EAF2002xx 47,24 No Crítico 2 UNIDAD 1300, 1400, 1500 : COQUIFICACIÓN RETARDADA Blowdown Condenser 01EAF3001xx 75,02 Crítico 12 01EAF3002xx 47,24 No Crítico 2 01EAF3003xx 63,91 Semicrítico 16 Hcgo Cooler 01EAF3004xx 47,24 No Crítico 2 Lcgo Pa Cooler 01EAF3005xx 47,24 No Crítico 4 Lcgo Cooler 01EAF3006xx 47,24 No Crítico 2 Blowdown Circulating Oil Cooler Fractionator Overhead Condenser 87 Tabla 4.14. Resumen de Criticidad obtenida por Áreas de Producción del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. UNIDAD 1600: RECUPERADORA DE GASES (GRU) Compressor Interstage 01EAF6001xx 63,91 Semicrítico 4 Absorber Stripper Feed Cond. 01EAF6002xx 63,91 Semicrítico 4 Naptha Product Cooler 01EAF6003xx 47,24 No Crítico 2 Sponge Oil Cooler 01EAF6004x 63,91 Semicrítico 4 Condenser ÁREA 2 UNIDAD 2100: HIDROTRATADORA DE NAFTAS Y DESTILADOS FAMILIA DE EQUIPOS Reactor Effluent Air Cond TAG 02EAF1001xx CRITICIDAD (%) 63,91 CLASIFICACIÓN Semicrítico CANT Gas Oil Air Cooler 02EAF1002xx 47,24 No Crítico 8 Stripper Air Condenser 02EAF1003xx 47,24 No Crítico 6 02EAF1005xx 47,24 No Crítico 4 Naphtha Splitter Air Condenser 02EAF1006xx 47,24 No Crítico 6 Heavy Naphtha Air Cooler 02EAF1007xx 47,24 No Crítico 2 Compressor After Cooler 02EAF1061xx 47,24 No Crítico 2 Naphtha Stabilizer Air Condenser 16 UNIDAD 2300: HIDROCRAQUEO LIGERO Hot Hp Separator Air Cooler 02EAF3001xx 47,24 No Crítico 32 Stripper Air Condenser 02EAF3002xx 47,24 No Crítico 2 02EAF3003xx 47,24 No Crítico 6 Interstage Air Cooler 02EAF3004xx 47,24 No Crítico 4 Syncrude Air Cooler 02EAF3009xx 47,24 No Crítico 10 Hydrocr. Heavy Gasoil Air Cooler UNIDAD 2500, 2600: MANUFACTURA DE HIDROGENO Recycle K-5001 Air Cooler 02EAF5001xx 47,24 No Crítico 2 Air Cooler Fan (5002) 02EAF5002xx 63,91 Semicrítico 6 Steam Condenser 02EAF5003xx 47,24 No Crítico 6 Gas Proccess Cooler (5004) 02EAF5004xx 47,24 No Crítico 2 Recycle K-6001 Air Cooler 02EAF6001xx 47,24 No Crítico 2 88 Tabla 4.14. Resumen de Criticidad obtenida por Áreas de Producción del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. Air Cooler Fan (6002) 02EAF6002xx 47,24 No Crítico 6 Gas Proccess Cooler (6004) 02EAF6004xx 47,24 No Crítico 2 COMPLEJO RECUPERADOR DE AZUFRE Regenerator Ovhd Condenser 03EAF1003xx 47,24 No Crítico 4 Lean Amine Cooler 03EAF1004xx 72,25 Crítico 16 Regenerator Ovhd. Condenser 03EAF2003xx 47,24 No Crítico 4 Sws Pumparound Cooler T1 03EAF3002xx 47,24 No Crítico 4 Sws Bottoms Cooler T1 03EAF3004xx 47,24 No Crítico 2 Sws Pumparound Cooler T2 03EAF4002xx 47,24 No Crítico 4 Sws Bottoms Cooler T2 03EAF4004xx 47,24 No Crítico 4 Hot Oil Cooler 03EAF5001xx 47,24 No Crítico 2 Quench Water Cooler 03EAF8002xx 63,91 Semicrítico 6 Lean Solvent Cooler 03EAF8004xx 47,24 No Crítico 6 Stripper Overhead Condenser 03EAF8007xx 47,24 No Crítico 4 ÁREA 3 SERVICIOS INDUSTRIALES FAMILIA DE EQUIPOS Wet Slops Cooler Fan TAG 04EAF1050xx CRITICIDAD (%) 47,24 CLASIFICACIÓN No Crítico CANT Intermed. Sto. Flashed Vapor Cond. Vacuum/Diluent Residue 05EAF1001xx 47,24 No Crítico 2 05EAF4002xx 63,91 Semicrítico 16 Excess Lp Steam Condenser 06EAF4002xx 47,24 No Crítico 2 Lean Amine Cooler 03EAF1004xx 47,24 No Crítico 4 Cooler 89 6 4.3 ANÁLISIS DE LOS MODOS Y EFECTOS DE FALLAS (AMEF) DE LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS DEL MEJORADOR Una vez realizado el análisis de criticidad por la metodología D.S. a todos los aeroenfriadores de procesos del mejorador, se elaboró un Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) de los equipos que resultaron críticos a nivel de todo el mejorador. Utilizando la data histórica de los equipos, el ENT elaboró un resumen de los tipos y cantidades de fallas que presentaban los aeroenfriadores en el tiempo de estudio y decidió dirigir el AMEF hacia la falla que más se presentaba en éste, las otras causas de fallas también fueron parte del estudio y están presentadas en el anexo E. La tabla 4.15. muestra el resumen de las fallas en los aeroenfriadores críticos. Tabla 4.15. Tipos de Fallas encontradas en los Aeroenfriadores Críticos CANTIDADES AÑO 2005 - 2007 TIPOS DE FALLAS ROTURA DE CORREAS FALLA DE LOS COJINETES (CHUMACERAS) ROTURA DEL EJE FALLAS DEL MOTOR ELÉCTRICO ÁREA 1 30 ÁREA 2 46 ÁREA 3 63 TOTAL 139 % 71,64 7 15 10 32 16,49 1 2 1 4 2,06 5 8 6 19 9,79 Se establecieron entonces, las funciones y estándares de funcionamiento, las fallas funcionales, los modos de falla de cada falla funcional y los efectos que produce en los equipos críticos, esta data se reflejó en una hoja de información. El AMEF permitió identificar que la falla de proceso más recurrente era la Rotura de Correas, facilitando de esta manera las propuestas para la elaboración de nuevos planes y actividades de mantenimiento preventivo en éstas. En las tablas 4.16 y 4.17, se muestran los resultados del análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) de las roturas de correas en los equipos críticos. 90 Tabla 4.16 Hoja de Información (AMEF) para los Equipos 01EAF3001xx de la Unidad 1300 del Área 1 Pdvsa Petrocedeño S.A. Realizado por: DIEGO GUTIÉRREZ Área: 1 Equipo: BLOWDOWN CONDENSER FUNCIÓN 1 Enfriar o Condensar un fluido (Blowdown Drum Overhead) por convección forzada desde 177 ºC hasta 66 ºC. FALLA FUNCIONAL ¿PERDIDA DE FUNCIÓN? El equipo no es A capaz de enfriar o condensar el fluido de 177 ºC a 66 ºC Revisado por: BENITO MORENO Unidad: 1300 Tag: 01EAF3001xx MODO DE FALLA 1 2 3 ¿QUÉ CAUSA LA FALLA? Corrosión y desgaste de los elementos de transmisión debido a la cercanía del mar y procesos, Mal montaje de la correa Ajuste inapropiado en tensión de correas (alta o baja tensión) 4 Deslizamiento de Correa 5 Deterioro del Eje Almacenamiento o manejo inadecuado (Doblez) de las correas y Ubicación en el almacén. 91 15/02/2008 Hoja 1 de 1 EFECTO DE FALLA 6 Fecha: (¿QUÉ OCURRE CUANDO FALLA?) Debido a la cercanía de mar, se produce corrosión y desgaste en los componentes de la transmisión, lo que produce la rotura de correa colocando al aeroenfriador fuera de servicio Rotura de correa en el sistema de transmisión colocando fuera de servicio al aeroenfriador Alta vibración Desalineación Ruido Rotura de correa colocando fuera de servicio al aeroenfriador Desgaste de dientes de correa Vibración Calentamiento del equipo Disminución de la eficiencia del aeroenfriador produciendo altas temperaturas en la salida del fluido Ruido Rotura de la correa colocando fuera de servicio al aeroenfriador Vibración en el equipo Baja eficiencia del aeroenfriador Descalibración de aspas del ventilador Disminución de la vida útil y rotura posterior de la correa colocando fuera de servicio el aeroenfriador Tabla 4.17 Hoja de Información (AMEF) para los Equipos 03EAF1004xx de la Unidad 3100 del Área 2 Pdvsa Petrocedeño S.A. Realizado por: DIEGO GUTIÉRREZ Área: 2 Equipo: LEAN AMINE COOLER FUNCIÓN 1 Enfriar o Condensar un fluido (Lean Dea Solution) por convección forzada desde 96 ºC hasta 60 ºC. FALLA FUNCIONAL ¿PERDIDA DE FUNCIÓN? El equipo no es A capaz de enfriar o condensar el fluido de 96 ºC a 60 ºC Revisado por: BENITO MORENO Unidad: 3100 Tag: 03EAF1004xx MODO DE FALLA 1 ¿QUÉ CAUSA LA FALLA? Presencia de gases corrosivos en el ambiente (H2S, SO2) 2 Mal montaje de la correa 3 Ajuste inapropiado en tensión de correas (alta o baja tensión) 15/02/2008 Hoja 1 de 1 EFECTO DE FALLA 5 Deslizamiento de Correa 6 Deterioro del Eje 7 Corrosión y erosión debido a la cercanía del mar y procesos, en los elementos de transmisión 6 Almacenamiento o manejo inadecuado (Doblez) de las correas y Ubicación en el almacén. 92 Fecha: (¿QUÉ OCURRE CUANDO FALLA?) Rotura de correa colocando fuera de servicio al aeroenfriador Desgaste de la correa. Rotura de correa colocando fuera de servicio al aeroenfriador Alta vibración Desalineación Rotura de correa colocando fuera de servicio al aeroenfriador Vibración Disminución de la eficiencia del aeroenfriador produciendo altas temperaturas en la salida del fluido Rotura de la correa Vibración en el equipo Descalibración de las aspas del ventilador Debido a la cercanía de mar, se produce corrosión y desgaste en los componentes de la transmisión, lo que produce la rotura de correa colocando al aeroenfriador fuera de servicio Disminución de la vida útil y rotura posterior de la correa colocando fuera de servicio el aeroenfriador 4.4 ANÁLISIS CAUSA RAÍZ DE LAS ROTURAS DE CORREAS EN LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS. Conocidos los modos y efectos de fallas que causan las roturas de las correas en los aeroenfriadores críticos mediante el AMEF, el ENT decidió enfocar el estudio a la falla que más se reflejaba en esta información, con el fin de desarrollar y entender de el origen de ésta, la frecuencia con que aparece y el impacto que genera, por medio del estudio de los distintos factores físicos, humanos y latentes, que podrían originarla. Se procedió a realizar un Análisis Causa Raíz mediante la técnica de árbol de fallas, esta técnica permite evaluar a los aeroenfriadores de una forma cualitativa, consistiendo en la determinación de todas las combinaciones de sucesos primarios que hacen fallar al equipo y su finalidad consiste en la construcción de un modelo, que contemple tanto las fallas del equipo como las debidas a errores humanos, así como la influencia de los procedimientos de operación, prueba y mantenimiento del aeroenfriador. (Ver figura 4.11) La construcción del árbol de fallas partió de un suceso tope (Rotura de la Correa) la cual produce la falla del aeroenfriador. De una forma sistemática se fueron desarrollando los sucesos topes, hasta llegar a los sucesos primarios, determinados por el nivel de resolución del análisis posible o deseable. Utilizando para ello, la consulta de los expertos, la data histórica de fallas, entrevistas no estructuradas al personal encargado de las actividades de mantenimiento, revisión bibliográfica especializada y observaciones directas a las actividades de operación y mantenimiento. 93 Figura 4.11. Árbol de Fallas del Análisis Causa - Raíz divididos en Bloques. Fuente: Propia A. Factores Ambientales: La incidencia de las fallas en este sentido se debió a la ubicación de los distintos aeroenfriadores en el mejorador. Por encontrarse a poca distancia de la costa, el mejorador sufre de un ambiente de salinidad elevado generado por el mar, la corrosión hace parte del día en los equipos en estudio, disminuyendo la vida útil de estos. Los componentes que se ven más afectados son la poleas que forman parte del sistema de transmisión de potencia tanto la motriz como la conducida generando desprendimiento de virutas de corrosión que actúan como abrasivos en las correas ocasionando desgastes de los dientes y su posterior rotura (Ver Anexo F). Las unidades de procesos que se encuentran cercanas a los aeroenfriadores también formaron parte de las fallas en el equipo, gases como el ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno (H2S) y el dióxido de azufre (SO2) afectaron las correas y las poleas debido a la corrosión que ellos producen. La causa raíz que se determinó en este bloque fue la selección de material de diseño de las poleas, se utilizó acero al carbono que es un material muy sensible a la corrosión ocasionado las consecuencias anteriormente descritas. 94 Figura 4.12. Bloque A del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz Fuente: Propia B. Instalación Inadecuada de Correas o Poleas: Una vez que el equipo se encontraba fuera de servicio por una falla o por una labor de mantenimiento correctivo, se procedía a reestablecer las condiciones de funcionamiento, cambiando las correas y alineando las poleas sin embargo, el personal encargado de estas actividades no cumplía los procedimientos establecidos por la empresa para esta ello (Ver anexo G), igualmente no poseía los equipos necesarios para asegurar la calidad en las alineaciones. El tensado de las correas es una actividad que no se realizaba de una manera adecuada, se comprobó en campo con un tensiómetro que los valores de la fuerza de deflexión para el diseño (33 lbs.) no corresponden a los de operaciones (29 lbs). Por recomendaciones del fabricante las correas tenían que ser llevadas a campo en sus respectivas cajas debido a que un doblez inadecuado fuera de ella, causaría daños internos y reduciría su vida útil en ésta, también se pudo verificar que el personal de mantenimiento no cumplía con esto (Ver anexo F). Las causas raíces que se encontraron en este 95 bloque fueron: El incumplimiento de los procedimientos del personal que ejecuta el mantenimiento correctivo así como el transporte de la correa al sitio. Figura 4.13. Bloque B del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz Fuente: Propia C. Diseño de la Transmisión: Mediante la observación directa en campo del equipo y el historial de fallas en el tiempo de estudio de la investigación y ayudado por las observaciones de los expertos, se tomaron en cuenta dos aspectos del diseño: La velocidad de diseño y el material seleccionado. Se concluyó que el material utilizado en la transmisión del equipo (Polea conducida y motriz) no es el apropiado, ya que el mejorador se encuentra en un ambiente de salinidad elevado causando corrosión en estás.. La causa raíz de este bloque fue la escogencia del material con el cual esta fabricado las poleas. 96 C Diseño de la Transmisión Velocidad de Diseño Se comprobó la velocidad tanto de la polea motriz como la conducida y se encuentran en los valores de diseño LEYENDA Raíces Físicas Raíces Humanas Raíces Latentes Material de Diseño Corrosión Selección del Material El material utilizado en el diseño de las poleas no es el apropiado para soportar la corrosión debido salinidad del ambiente donde funciona asi como también la presencia de otros contaminantes (H2S, SO2, aminas y cloruros). Figura 4.14. Bloque C del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz Fuente: Propia D. Vibración: Se pudo comprobar con el equipo de vibración P40-J-15, utilizado por el personal de mantenimiento, que los aeroenfriadores críticos a nivel del mejorador presentan alta vibración. Por ello se tomaron en cuenta tres aspectos: La falta de lubricación en las chumaceras, por poseer el tubing roto que conduce la grasa donde interactúa con el eje del ventilador causando desgaste y vibración; la falta de lubricación en los motores eléctricos del aeroenfriador, el cual se observó muy poco mantenimiento preventivo y la alineación de las poleas que también forma parte de las causas de vibración debido a que esta actividad no se lleva a cabo siguiendo los procedimientos establecidos por la empresa, además que la alineación no se realiza con el equipo adecuado. Por este motivo la causa raíz de este bloque se presenta en la falta de lubricación de los componentes del aeroenfriador así como la alineación del mismo. 97 Figura 4.15. Bloque D del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz Fuente: Propia E. Componentes Defectuosos en la Transmisión: Debido al nivel de corrosión las poleas del ventilador (Conducida y Motriz) que son de acero al carbono, se encontraron en un gran deterioro ya que producen desprendimiento de virutas de corrosión que afectan directamente a la correa (Ver Anexo F). El reemplazo de estas poleas no es una actividad que se plantea la gerencia de mantenimiento, por las dificultades de peso y tiempo en la ejecución de la misma. La causa raíz fue la selección de material de diseño de las poleas. 98 Figura 4.16. Bloque E del árbol de fallas en el Análisis Causa Raíz Fuente: Propia F. Modelo de Correa Inapropiado: En las visitas realizadas a campo a nivel de todo el mejorador se comprobó con inspecciones visuales, que se utilizaban correas en los aeroenfriadores críticos que no correspondían al modelo de diseño, causando baja tensión, deslizamiento de la posición original y disminuyendo la eficiencia del mismo (Ver Anexo F). Esta actividad tenía que ser supervisada por el personal de operaciones, una vez que los encargados de mantenimiento realizaran el cambio de correa. La causa raíz de este bloque es la deficiencia del mantenimiento correctivo por parte del personal encargado del cambio de correa y la poca supervisión del personal de operaciones. 99 Figura 4.17. Bloque F del Árbol de Fallas en el Análisis Causa Raíz Fuente: Propia En la figura 4.18, se presenta un esquema general del Análisis Causa Raíz realizado a la falla de Roturas de correas en el sistema de transmisión de potencia de los aeroenfriadores críticos del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. 100 Figura 4.18 Análisis Causa Raíz realizado a la Rotura de Correas de los Aeroenfriadores Críticos del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño Fuente: Propia 101 4.5 CÁLCULO DE LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD Una vez conocida que la Selección del Material es la falla principal en las rotura de correas de los aeroenfriadores críticos mediante la utilización de las metodologías y herramientas anteriormente descritas (AMEF y ACR), se procedió al cálculo de los indicadores de efectividad, que demostraron el comportamiento operacional asi como también la vida útil en la que se encontraban éstas, pudiendo evaluar de manera cuantitativa la probabilidad de falla, generando propuestas en las actividades y planes de mantenimiento con respecto a las frecuencias de intervenciones del componente. Debido a la gran cantidad de aeroenfriadores, el departamento de confiabilidad decidió utilizar una muestra de equipos por unidad de proceso, se seleccionaron aquellos que por el análisis de criticidad resultaron críticos, ya que los semicríticos y no críticos no poseían una cantidad de fallas que pudiera ser incidente en el estudio. Se tomó como muestra el equipo crítico 01EA3001xx de la unidad 1300. Para calcular estos indicadores de efectividad, se utilizó primeramente la data histórica de las fallas ocurridas en el mejorador por roturas de correas desde el año 2005 hasta el 2007 que se encontraban en la base de datos SAP/R3, estos datos fueron revisados uno a uno para filtrar la información necesaria, se clasificaron por unidad de proceso y por los equipos que se encontraban en esta (Ver anexo H). Se procedió a recopilar los datos de los Tiempos Entre Fallas (TEF) y el Tiempo Para Reparar (TPR), que fueron la base del cálculo de la confiabilidad y la disponibilidad según la metodología utilizada en esta la investigación. Para el cálculo de los TEF, la base de datos SAP/R3, solo contaba con los Tiempos Entre Paradas (TEP) de las fallas en los aeroenfriadores, se procedió a restar estos datos de fechas transformados en horas con el Tiempo Fuera de Servicio (TFS) del equipo para obtener el TEF y de esta manera calcular el tiempo promedio entre fallas (TPEF). 102 Para el cálculo del tiempo promedio para reparar (TPPR) se realizaron encuestas, con entrevistas no estructuras al personal que hacía las labores de mantenimiento correctivo y de esta manera se pudo conocer un promedio del tiempo que utilizaban para reparar el equipo (TPR). Ésta data se simuló en el software Crystall Ball. A continuación se muestra un diagrama con los procedimientos que se realizaron para el cálculo de los indicadores de efectividad del componente crítico del equipo 01EA3001xx de la unidad 1300. (Ver figura 4.19) TIEMPO PARA REPARAR Y TIEMPO FUERA DE SERVICIO DEL EQUIPO DATA HISTÓRICA DE FALLA REVISADA (SAP/R3) OPINIONES DE EXPERTOS TIEMPO PROMEDIO ENTRE FALLAS (TPEF) TIEMPO ENTRE FALLAS (TEF) (SIMULACIÓN EN CRYSTAL BALL) DISPONIBILIDAD TPEF Y TPPR SIMULACIÓN EN CRYSTAL BALL CONFIABILIDAD Figura 4.19. Diagrama del Procedimiento en el Cálculo de los Indicadores de Efectividad Fuente: Propia 4.5.1 Tiempo Promedio entre Fallas (TPEF): Para el análisis de fallas mediante el método estadístico de distribución de Weibull, se procedió al cálculo del TPEF de la manera siguiente: 103 1. Con el histórico de funcionamiento del componente crítico, se determinaron los TEF, se utilizó una hoja en Excel para vaciar toda la información recabada (Ver figura 4.20). Se clasificaron por orden creciente (orden i atribuido a cada TEF) y se calcularon las frecuencias acumuladas de fallas F(i). El número de observaciones realizadas es el tamaño de la muestra (N). Como la muestra es de 17 se utilizó la ecuación 2.14. Figura 4.20. Data histórica del Aeroenfriador 01EA3001xx en la Roturas de Correas Fuente: Microsoft Excel 2003 2. Se procedió a encontrar los parámetros de forma, escala y posición utilizando el software Crystall Ball, que fueron introducidos en las expresiones matemáticas de la distribución de Weibull. 104 Se coloca un “0” al final de la columna ordenada de forma ascendente de los TEF y se le da clip al botón de la barra de herramientas de Crystall Ball que marca “Define Assumption” . La figura 4.21 muestra la tabla de datos de los tiempos entre fallas. Figura 4.21. Tiempos entre Fallas ordenados en la Hoja Excel. Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 Se escoge la distribución paramétrica de Weibull (ya que es una distribución de gran flexibilidad, que se adapta perfectamente a un conjunto de datos del tipo tiempo – falla y además puede indicar la vida útil del componente en estudio) y se le hace clip al botón “Fit…”. La figura 4.22 muestra la selección de la distribución Weibull. 105 Figura 4.22. Selección de la Distribución de Weibull en el Software Crystall Ball ® Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 Se coloca en la opción “Range” las celdas que poseen la información de los TEF y a continuación se aprieta el botón “Next”. La figura 4.23 muestra la selección de las celdas que poseen los tiempos entre fallas. Figura 4.23. Selección de Celdas que poseen los Tiempos entre Fallas en el Software Crystall Ball ® Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 106 Se selecciona la distribución paramétrica “Weibull Distribution”, el método de bondad y ajuste, en este caso es “Kolmogorov – Smirnov”, y se marca la opción “Show Comparison Chart and Goodness-of-Fit Stadistics” y se le da clip al botón “OK”. (Ver figura 4.24) Figura 4.24. Selección de Varios Parámetros en el Software Crystall Ball ® Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 A continuación se le da clip al botón “Prefs...” (Ver figura 4.25) Figura 4.25 Selección de la opción “Pref...” en el Software Crystall Ball ® Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 107 Se selecciona en la columna Chart Type la opción “Column”, en la columna Distribution Type la opción “Cumulative” y en Groups, la opción “15”, esta va depender de la cantidad de TEF que se encuentran en el estudio, finalmente se aprieta “OK”. La figura 4.26 muestra la selección de las características del tipo de gráfico. Figura 4.26. Selección de las Características del Gráfico en el Software Crystall Ball ® Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 Se le da clip al botón “OK” y luego “Accept”. A continuación se muestran los parámetros de la distribución de Weibull (β = forma o Shape, η = escala o Scale y γ = posición o Loc.) calculados por el software Crystall Ball. (ver tabla 4.22). La figura 4.27 muestra los resultados de los parámetros de la distribución de Weibull. 108 Figura 4.27. Resultados de los Parámetros de Weibull en el Software Crystall Ball ® Fuente: Programa Microsoft Excel 2003 Tabla 4.18. Resultados de los Parámetros de Weibull por Crystall Ball ® PARÁMETROS WEIBULL γ η β POSICIÓN O LOC ESCALA O SCALE FORMA O SHAPE 241,93 1359,2 1,1275 Se procedió a introducir los parámetros anteriormente calculados en las ecuaciones (2.5), (2.6), (2.7) y (2.8), obteniéndose la confiabilidad, la tasa de falla, la distribución de fallas y la frecuencia acumulada de fallas, como se muestra en la tabla 4.23. 109 Tabla 4.19. Tabla de Resultados que muestra la Confiabilidad, la Tasa de Falla, la Distribución de Fallas y la Frecuencia Acumulada de Fallas del Equipo Crítico 01EA3001xx Una vez calculados los parámetros de Weibull, con la ayuda de la tabla de la ley numérica de Weibull (Ver anexo G), se obtuvieron las constantes A y B, siendo necesario interpolar en el caso que lo ameritaba. La tabla 4.24 muestra los valores de A y B según la Ley Numérica de Weibull. Tabla 4.20. Valores A y B de la Ley Numérica de Weibull SEGÚN TABLA 1,1275 β 0,9576 A 0,8516 B 110 4.5.2 Tiempo Promedio para Reparar (TPPR): Debido a limitaciones en el sistema SAP/R3 con respecto a la información que aparecía para este indicador, se realizó una encuesta, con entrevistas no estructurada como método recolector de la información, a nivel del personal de operaciones y mantenimiento, con opiniones de expertos para tener una idea del promedio en que el equipo estaba fuera de servicio (TFS) así como también el tiempo efectivo para restaurar en el equipo (TPR), que incluía el cambio de correa y la alineación de poleas, actividades que debían realizarse en conjunto según procedimientos preestablecidos por la empresa. Éste parámetro se simuló en Excel con la ayuda del software Crystal Ball®, dando como resultado el tiempo más probable de reparación de los aeroenfriadores críticos. El procedimiento se muestra a continuación: Se realizó una encuesta, con entrevistas no estructuradas, se vació esta información en una hoja en Excel y simuló en el software Crystall Ball, la siguiente tabla muestra los tiempos para la reparación efectiva del equipo según las opiniones de expertos y la simulación en el software. (Ver tabla 4.25) Tabla 4.21. Hoja de Excel que muestra la Encuesta no estructurada y la Simulación de los TPR con el Software Crystall Ball 111 Para la simulación, se realizó el mismo procedimiento mostrado para el cálculo de los parámetros de Weibull, con la diferencia de que se utilizó la distribución triangular, debido a que es la ideal para modelar variables a partir de las opiniones de expertos. La tabla 4.26 muestra el resultado del TPR simulado en Crystal Ball ®. Tabla 4.22. Tiempo para Reparar Efectivo según Opiniones de Expertos de los Aeroenfriadores Críticos simulado en Crystall Ball Tiempo Para Reparar Efectivo (TPR) 8 Hrs TPR Con este valor y utilizando la ecuación 2.3, se calculó el tiempo promedio para reparar (TPPR), como se muestra: 1 TPPR = ∑ TPR 17 n = 136 Hrs = 8Hrs 17 Conocidas todas las variables se procedió a calcular el TPEF del equipo 01EA3001xx, utilizando la ecuación 2.12. y el método indicado en la sección 2.2.7.1 TPEF01EA3001xx = Aη + γ TPEF 01EA3001xx = (0,9576) x(1359,2) + (241,93) TPEF01EA3001xx = 1543,4999 Hrs 112 Una vez calculado los TPEF, se procedió a verificar este método, realizando el cálculo manual de los parámetros de Weibull, para comprobar el porcentaje de error y asegurarse de la fiabilidad de los resultados. (Ver Anexo I) La Disponibilidad se cálculo utilizando la ecuación 2.4, con los resultados de los TPEF y el TPPR. Disponibilidad 01EA3001xx = TPEF TPEF + TPPR Disponibilidad 01EA3001xx = 1543,4999 Hrs 1543,4999 Hrs + 8Hrs Disponibilidad 01EA3001xx = 0,99 De esta manera se calcularon los indicadores de efectividad para las correas tanto en los aeroenfriadores críticos como los semicríticos del mejorador. A continuación se muestran en las figuras que van desde la 4.28. hasta 4.35., los resultados en gráficas de los aeroenfriadores críticos. 113 Resultados en gráficas de los indicadores de efectividad para las correas, del aeroenfriador crítico 01EAF3001xx de la unidad 1300 perteneciente al área 1 del complejo mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. 1,0000 0,9000 Confiabilidad R(t) 0,8000 TPEF 0,7000 0,6000 0,5000 0,4000 0,3000 0,2000 0,1000 34 7 46 8 56 9 73 9 74 4 75 7 83 3 88 2 11 96 12 63 13 15 84 43 ,4 9 16 17 19 86 27 29 28 38 39 01 39 81 0,0000 T.E. F. (Hrs.) Figura 4.28. Confiabilidad vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 1,00E-03 9,00E-04 8,00E-04 7,00E-04 TPEF 6,00E-04 5,00E-04 4,00E-04 3,00E-04 2,00E-04 1,00E-04 49 16 17 19 86 27 29 28 38 39 01 39 81 84 43 , 63 96 2 3 7 4 9 9 15 13 12 11 88 83 75 74 73 8 56 46 7 0,00E+00 34 Tasa de Falla T.E.F. (Hrs.) Figura 4.29. Tasa de Fallas vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 114 6,00E-04 5,00E-04 4,00E-04 3,00E-04 2,00E-04 1,00E-04 15 43 , 49 16 17 19 86 27 29 28 38 39 01 39 81 63 84 13 12 11 88 2 96 3 7 83 75 9 74 73 9 8 56 46 34 4 0,00E+00 7 Fu nció n Den sidad de Pro bab ilidad f(t) 7,00E-04 T.E.F. (Hrs.) Figura 4.30. Función Densidad de Probabilidad vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 1,0000 0,8000 0,6000 0,4000 0,2000 Figura 4.31. Frecuencia Acumulada vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 115 81 01 39 38 29 T.E.F. (Hrs.) 39 28 86 27 19 17 16 49 15 43 , 63 84 13 12 96 11 2 88 3 83 7 75 4 74 9 73 9 56 8 46 7 0,0000 34 Frecuencia Acumulada F(t) 1,2000 Resultados en gráficas de los indicadores de efectividad para las correas, del aeroenfriador crítico 03EAF1004xx de la unidad 3100 perteneciente al área 2 del complejo mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. 1 0,9 Confiabilidad 0,8 TPEF 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 10 32 11 75 11 90 12 15 16 76 16 97 18 1 18 3 58 ,3 1 24 96 42 87 55 60 91 43 0 T.E.F. (h) Figura 4.32. Confiabilidad vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 9,00E-04 8,00E-04 TPEF 7,00E-04 6,00E-04 5,00E-04 4,00E-04 3,00E-04 2,00E-04 1,00E-04 10 32 11 75 11 90 12 15 16 76 16 97 18 18 13 58 ,3 1 24 96 42 87 55 60 91 0,00E+00 43 Tasa de Falla T.E.F. (Hrs.) Figura 4.33. Tasa de Fallas vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 116 3,00E-04 2,50E-04 2,00E-04 1,50E-04 1,00E-04 5,00E-05 91 10 32 11 75 11 90 12 15 16 76 16 97 18 18 13 58 ,3 1 24 96 42 87 55 60 0,00E+00 43 Función Densidad de Probabilidad f(x) 3,50E-04 T.E.F. (Hrs.) Figura 4.34. Función Densidad de Probabilidad vs. Tiempo entre Fallas Fuente: Propia 1 0,8 0,6 0,4 0,2 10 32 11 75 11 90 12 15 16 76 16 97 18 1 18 3 58 ,3 1 24 96 42 87 55 60 91 0 43 Frecuencia Acumulada F(x) 1,2 T.E.F. (Hrs.) Figura 4.35. Frecuencia Acumulada vs. Tiempo entre fallas Fuente: Propia 117 En la figura 4.36 se muestran los resultados de los TPEF para las correas en el tiempo de estudio, en función de la vida útil de diseño de las correas de los aeroenfriadores críticos. Vida útil Correa 7000,00 6000,00 5760 HORAS 5000,00 4000,00 3000,00 2000,00 1858,31 1543,43 1000,00 0,00 01EAF3001xx 03EAF1004xx DISEÑO EQUIPOS Figura 4.36. Resultados de los TPEF para las Correas de los Equipos Críticos del Mejorador Fuente: Propia A continuación en la tabla 4.25., se muestran los resultados de los indicadores de efectividad en los equipos críticos del mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. para el tiempo cuando es más probable la aparición de una falla (TPEF). Tabla 4.23 Resultados de los Indicadores de Efectividad para las Correas, en los Equipos Críticos del Mejorador para un Tiempo igual al TPEF. FAMILIA DE EQUIPOS T.P.E.F. CONFIABILIDAD DISPONIBILIDAD N° FALLAS R (TPEF) 01EAF3001xx 1543,49 0,3858 0,99 17 03EAF1004xx 1858,31 0,4111 0,99 12 118 La figura 4.37 muestra los resultados de confiabilidad, disponibilidad y número de fallas para los diferentes tiempos promedios entre fallas de los equipos críticos. 1,2000 18 17 0,9957 0,9948 14 0,8000 12 12 10 0,6000 8 0,4111 0,4000 N° FALLAS DISPONIBILIDAD Y CONFIABILIDAD 16 1,0000 6 0,3858 4 0,2000 2 0,0000 0 01EAF3001xx 03EAF1004xx EQUIPOS DISPONIBILIDAD CONFIABILIDAD N° FALLAS Figura 4.37. Resultados de la Confiabilidad para los diferentes TPEF, Disponibilidad y Número de Fallas de los Equipos Críticos del Mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Propia 119 4.6 EVALUACIÓN TÉCNICA DEL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS Una vez realizado el estudio de los aeroenfriadores de procesos del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A. con todas las metodologías y procedimientos aplicados, se evaluaron los distintos panoramas y factores que inciden en el funcionamiento de estos equipos, con el fin de incrementar el desempeño en el comportamiento operacional, en función del diseño y el mantenimiento aplicado a éste. La evaluación técnica se fundamentó en dos enfoques: Cualitativo y Cuantitativo. El cualitativo parte de la construcción de un modelo, que contempló tanto las fallas del equipo como las debidas a errores humanos, así como la influencia de los procedimientos de operación, prueba y mantenimiento del aeroenfriador (Análisis Causa Raíz). El cuantitativo se sustentó en el método estadístico matemático (Distribución de Weibull) que permitió evaluar los indicadores de efectividad con el fin de conocer el estado de vida útil de las correas del aeroenfriador y dirigir efectivamente los recursos de mantenimiento, para lograr reducir costos y fallas de los equipos con el menor riesgo al personal y al ambiente. La evaluación cualitativa del trabajo de investigación, se desarrolló mediante la aplicación de la metodología del Análisis Causa Raíz, utilizándose la técnica de árbol de fallas para identificar los modos de fallas, causas y efectos de las Roturas de correas en los aeroenfriadores críticos. La resolución de éste y la evaluación de las probabilidades de ocurrencia de los modos de fallas, permitió sobre bases u opiniones objetivas, descartar de manera enfática algunos (Alta tensión de la coreas, Velocidad del diseño, Vida útil de las poleas) y centrarse en los más importantes (Corrosión, Alineación de Poleas, Material de diseño etc.). Determinándose de esta manera que la falla de las roturas de correas se producen debido a Errores Humanos, siendo estas las 120 siguientes: La Selección del Material de los componentes del aeroenfriador y el Mantenimiento Correctivo que se aplica a éstos. Se procedió de manera siguiente a la revisión técnica del funcionamiento de la correa en los aeroenfriadores críticos, como parte de la evaluación cuantitativa, se calcularon los indicadores de efectividad en las correas, para determinar la probabilidad de falla, la disponibilidad y el tiempo más probable de aparición de ésta en el equipo. La ficha técnica según fabricante de las correas garantizaba una vida útil de ocho (8) meses o 5760 hrs. de funcionamiento, con la ayuda de los indicadores de efectividad que determinaron los diferentes TPEF, se observó la disminución significativa de las horas de uso de la correas, afectadas principalmente por los factores ambientales y los procesos cercanos a la ubicación del equipo. La disponibilidad se mantuvo en valores aceptables para los intereses de la empresa (0,99), debido al poco tiempo utilizado para restablecer las funciones del equipo (TPPR para el cambio de correa) Con el fin de aumentar la confiabilidad y el TPEF, el ENT hizo énfasis en buscar alternativas que mejoraran el desempeño de los aeroenfriadores. Se evaluaron dos las cuales consisten básicamente en: a) Sustituir las Correas Actuales por Otras de Mejor Desempeño Para evaluar esta alternativa de sustituir las correas por unas de mejor desempeño, el ENT revisó la disponibilidad del mercado en lo que a nuevas tecnologías y calidad de correas se refiere, encontrando que para los aeroenfriadores no se habían producidos cambios significativos, se descarto de esta manera la posibilidad de una nueva correa de transmisión de potencia 121 b) Adecuación Poleas de Acero Especial. En este caso solo se cambiaría el material a utilizar en las poleas, que en vez de ser de acero al carbono sería de acero especial y con ello las correas que se adapten a tal fin. A manera de prueba, el ENT va a tomar en evidencia la adecuación de las nuevas poleas aplicándoselas al aeroenfriador crítico del área 1 (01EAF3001xx) verificando por un lapso de seis (6) meses el rendimiento en las condiciones operacionales. Con la ayuda de varias empresas a nivel nacional se tuvo referencia de los costos aproximados en los nuevos componentes de los aeroenfriadores. A continuación se muestra la propuesta técnica y económica elaborada por el ENT: Con el fin de lograr resultados altamente confiables en el estudio de la nueva adecuación de poleas, el equipo que se tomó como evidencia, debe mantener las condiciones iniciales de funcionamiento (Condición Nueva) o lo más parecido a éstas El ENT decidió que era necesario comprobar lo siguiente: 1. Verificación de ejes (doblados, diámetro, etc.) en el equipo, ya que se requieren que las condiciones del mismo sean optimas. 2. Condiciones de los Engranajes, Chumaceras, etc. 3. Verificación de igualdad (Distancia centro de ejes, Motores, Correderas, RPM, etc.) en el equipo. 4. Condiciones de la Estructura. (Pernos completos, rejas en buen estado, etc.) 5. Componentes eléctricos en buen estado (motor, conectores, etc.). En términos generales la adecuación de la nueva polea al sistema de transmisión de potencia consta de los siguientes componentes: 122 Polea Motriz: Acero Inoxidable (SS14MX – 28S – 20) Buje: Tipo QD, en Acero Inoxidable Especial (QD MPB SS) Polea Conducida: Taper – Lock (Niquelado) (NP - 14MX - 224S - 20) Buje Conducido: Acero Especial Modelo (4030 MPB) Correa: Poly – Chain Carbon (14MGT – 3920 – 20) Vida Útil de la correa: 8 a 10 meses Tabla 4.24. Propuesta Técnica del Nuevo diseño en las Poleas de los Aeroenfriadores DESCRIPCIÓN ACTUAL PESO (KG) NUEVO PESO (KG) POLEA MOTRIZ P29 – 14M – 85 HTD 5,18 SS – 14MX – 28S – 20 1,77 BUJE MOTOR SIN CÓDIGO POLEA CONDUCIDA P264 – 14M – 85 HTD BUJE CONDUCIDO SIN CÓDIGO CORREA 4226 – 14M – 85 HTD QD MPB SS 255,71 NP – 14MX – 224S - 20 68,13 4030 MPB 3,95 14MGT – 3920GT – 20 0,61 Tabla 4.25 Distancia entre ejes recomendada en el Nuevo Diseño según fabricante DISTANCIA ENTRE EJES MINIMA (MM) IDEAL (MM) MÁXIMA (MM) 943 979 980 Tabla 4.26 Fuerza de Desviación en el nuevo diseño de las Poleas en los Aeroenfriadores Según Fabricante FUERZA DE DESVIACIÓN ESTADO DE CORREA MÍNIMO (LBS) MÁXIMO (LBS) CORREA NUEVA CORREA USADA 40,6 31,2 43,8 35,68 123 La propuesta económica se basó en los precios por parte de una empresa venezolana de nombre Ematro C.A. que es la encargada actualmente de distribuir las correas en el mejorador y también es especializada en la distribución de poleas, como se dijo anteriormente no se pudo comparar la rentabilidad económica ya que los componentes actuales de los aeroenfriadores están descontinuados. A continuación se hace un resumen de los costos que estarían asociados a la adecuación del material de la polea en los aeroenfriadores críticos. (Ver Tabla 4.27) Tabla 4.27. Costo de los Nuevos Componentes del Aeroenfriador DESCRIPCIÓN CÓDIGO COSTO UNITARIO US$ COSTO UNITARIO BSF. POLEA MOTRIZ SS – 14MX – 28S – 20 938,10 2016,92 BUJE MOTOR QD MPB SS 634,35 1363,85 POLEA CONDUCIDA NP – 14MX – 224S - 20 2932,78 6305,48 BUJE CONDUCIDO 4030 MPB 405,09 870,94 CORREA 14MGT – 224S - 20 589,68 1267,81 TOTAL 5500,00 11825,00 124 4.7 PROPUESTA DE ACCIONES QUE MEJOREN EL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS Se consideraron varias propuestas para mejorar el comportamiento operacional de los aeroenfriadores críticos y garantizar de esta manera la continuidad, así como la confiabilidad y disponibilidad de los equipos en el tiempo. 4.7.1 PROPUESTAS DE MEJORAS A LOS PLANES DE MANTENIMIENTO EN LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS Como parte de las estrategias a seguir en la búsqueda de mejoras en el desempeño operativo de los equipos se revisaron los planes de mantenimiento, para los aeroenfriadores críticos del mejorador de Pdvsa Petrocedeño S.A. Actualmente, las políticas de mantenimiento en la prevención de fallas para estos equipos se basan en las actividades de mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo, de acuerdo a las frecuencias sugeridas por el fabricante, realizándose a través de un conjunto de inspecciones, chequeos y análisis con intervalo de tiempos trimestral. El mantenimiento preventivo que se realiza es de reengrase en los cojinetes tanto del motor como en los del ventilador, el correctivo se realiza una vez que el equipo presente la falla y el predictivo se hace por periodos e intervalos. Como resultado de la aplicación de estas políticas se encontraron los siguientes planes de mantenimiento para los aeroenfriadores en el mejorador: 125 Tabla 4.28. Planes de Mantenimiento de los Aeroenfriadores FAMILIA DE EQUIPO PLANES DE MANTENIMIENTO INSPECCIONAR AEROENFRIADORES FRECUENCIAS LAS CORREAS DEL VENTILADOR Y NIVEL DE RUIDO TRIMESTRAL REALIZAR ENGRASE DE LOS COJINETES TRIMESTRAL Las actividades de revisión, inspección o evaluación de los componentes de los aeroenfriadores se deben realizar cuando esté justificado por el monitoreo de la condición. Generalmente estas actividades son ejecutadas en las paradas de planta. Las actividades de los planes de mantenimiento no incluye el equipo conductor (Driver). En estos planes de mantenimiento se utilizan las siguientes tecnologías: Análisis de vibración en estado estable. Medición infrarroja de las temperaturas de los cojinetes. Inspección visual externa. Conocidos los planes de mantenimiento y las frecuencias de ejecución de las actividades que actualmente se realizan en el mejorador para los aeroenfriadores, el ENT decidió revisar y sugerir nuevos planes y actividades de mantenimiento, éstos estarían adaptados tanto al sistema de transmisión de potencia que utilizan actualmente los equipos así como también a la nueva adecuación de las poleas. Para realizar esta propuesta, primeramente se analizaron cada uno de los modos de fallas registrados en la hoja de información (AMEF), fundamentando este 126 análisis se hicieron preguntas de cómo debería actuar el equipo en operación, lo que pasaba realmente y lo que el fabricante recomendaba como una posible causa de falla. Esta información se reflejó en una hoja de decisión, dando a conocer los resultados de la evaluación de consecuencias de cada modo de falla analizado. Con la colaboración de todo el personal que de alguna manera está involucrado con el mantenimiento de los aeroenfriadores críticos. Posteriormente con ayuda del ENT se determinaron las tareas propuestas, el personal que será el encargado de ejecutar dichas tareas, y la frecuencia inicial para cada tarea propuesta, tomando en cuenta para ello por exigencias de la empresa que la confiabilidad de los equipos críticos deben ser igual o mayor a 90 % para el modo de falla más recurrente (Rotura de Correas). Para garantizar este valor se hace necesario el cálculo del tiempo de intervención mínimo, esto se realiza a través de la ecuación 2.5., el siguiente ejemplo refiere al equipo 03EAF1004xx: R( t ) = e ⎛ t −γ −⎜⎜ ⎝ η ⎞ ⎟⎟ ⎠ β Sustituyendo los valores de los parámetros arrojados por el software Crystall Ball en la ecuación anterior, tenemos: 1, 3572 R(t ) = e ⎛ t −( −304 , 26 ) ⎞ −⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ 2358 , 32 ⎠ Entonces el tiempo mínimo de intervención para mantener una confiabilidad del 90% en este equipo será: 127 t = 2244horas = 3,1meses ≅ 3meses De igual forma se realizó el cálculo para el equipo crítico 03EAF1004xx, los resultados se muestra en la tala Tabla 4.29. Tiempo de Intervención Adecuado para las Frecuencias de Mantenimiento Equipo Critico Tiempo de Intervención del Equipo (hrs.) Frecuencia (Meses) 03EAF1004xx 2244 3,1 ≈ 3 01EAF3001xx 1734 2,4 ≈ 2 Los tiempos de intervención obtenidos a través del cálculo anterior, son los necesarios para cumplir con las expectativas de confiabilidad dispuestas por la empresa para los aeroenfriadores críticos, el diseño de los planes de mantenimiento estuvo dirigido hacia la planificación de actividades de mantenimiento preventivo cuyas frecuencias se encuentren basadas en el tiempo de intervención calculado para cada equipo. La figura 4.32 muestra la nueva propuesta de plan de mantenimiento así como también, la tarea, las tareas de mantenimiento, el personal responsable de realizar las tareas propuestas y las frecuencias de ejecución de las mismas en el equipo 03EAF1004xx. 128 Figura 4.34. Propuesta para las Nuevas Tareas de Mantenimiento del Aeroenfriador 03EAF1004xx en el Mejorador Pdvsa Petrocedeño S.A. Fuente: Propia 129 4.7.2 PROPUESTA DE MEJORAS EN EL PROCEDIMIENTO DE CAMBIO DE CORREA Y ALINEACIÓN DE POLEAS EN LOS AEROENFRIADORES CRITICOS Con el fin de garantizar la calidad en las reparaciones y el buen funcionamiento de los aeroenfriadores, Pdvsa Petrocedeño S.A. cuenta con procedimientos de las actividades de mantenimiento que se les realizan a estos equipos en las diferentes áreas de producción. Como se pudo observar a lo largo del desarrollo del trabajo de investigación las labores de mantenimiento a nivel del mejorador son deficientes, la causa principal de esto refiere al hecho de que el personal encargado del mantenimiento correctivo no siguen los procedimientos establecidos por la empresa en los componentes principales del equipo (Correa y poleas). Los factores principales de esta situación fueron la poca supervisión de los trabajos de mantenimiento correctivo por parte de los operadores de planta que son los encargados de esta actividad, el desconocimiento y entendimiento de la ejecución correcta de los procedimientos y la falta de equipos para realizar estas actividades. Con el fin de dar una propuesta que mejorara el desempeño del personal, se revisaron los procedimientos actuales de la empresa (Ver Anexo G), encontrándose que solo existían las actividades para el cambio de correa, sin tener en cuenta la alineación de las poleas, que es una actividad necesaria y posterior al cambio de correa según fabricante. A su vez se realizaron entrevistas informales al personal para conocer las inquietudes y sugerencias que aportarían para mejorar los procedimientos actuales. Se procedió de esta manera a la creación de una mejora al procedimiento, como se muestra en la figura 4.35: 130 Figura 4.38. Propuesta del Nuevo Procedimiento para el Cambio de Correa y la Alineación de Poleas Fuente: Propia 131 CAPITULO V. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Una vez realizado la evaluación integral de los aeroenfriadores de procesos del mejorador de crudo Pdvsa Petrocedeño S.A., se pudo conocer en que consiste el funcionamiento de estos equipos (Ver anexo B), su importancia y como éstos están integrados al contexto operacional del sistema de producción de crudo mejorado. Además se constató la falta de información en el historial de fallas, las deficiencias en las labores de mantenimiento así como la falta de procedimientos y ejecución en el mantenimiento preventivo/correctivo de estos quipos. El mejorador está constituido por tres grandes áreas de producción: Área 1 llamada Destilación y Coquificación Retardada, Área 2 llamada Hidroprocesos y el Área 3 llamada Servicios Industriales, donde se encontraban distribuidos los 310 aeroenfriadores que fueron objeto del estudio en esta investigación. La configuración tanto dinámica como estática del equipo es la misma en todo el complejo, la parte dinámica consta de los siguientes componentes: (1) Motor Eléctrico, (1) Polea Conducida, (1) Polea Motriz y (1) Correa de transmisión. La parte estática esta constituida por un haz de tubos empotrado llamado paquete de transferencia de calor o bahía. (Ver figura 2.7). Las diferencias operacionales que se consiguieron entre éstos, dependieron específicamente de la ubicación y el fluido que manejaban así como también la cercanía de otros procesos, llevando a clasificarlos bajo la metodología del análisis de criticidad D.S. por críticos, semicríticos y no críticos, con la finalidad de priorizar las políticas de mantenimiento e inspección. Esta criticidad fue evaluada por distintos parámetros siguiendo la metodología antes mencionada, basada en una encuesta, con entrevistas estructuradas, promovieron tendencias y puntos de vista diferentes de cómo fue el comportamiento del equipo en el tiempo de estudio (2005 – 2007). 132 Se consideró pertinente estudiar las diferentes formas de fallas, base fundamental en el estudio del mantenimiento. Para ello fue necesaria la utilización de la metodología de análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) que permitió la identificación de fallas tanto potenciales como de diseño en el equipo, con el propósito de disminuir el riesgo asociado a estas. Una vez conocidas las diferentes formas de fallas que se presentaron en los aeroenfriadores reseñadas en la hoja de información del AMEF, se evidencio la repetición de un modo de falla particular (Rotura de las correas) dando como base la utilización de la técnica del Análisis Causa – Raíz para fallas recurrentes, que derivó la identificación de las causas lógicas y los efectos que producía ésta en el equipo y en el sistema. Para complementar el trabajo de investigación realizado, se calcularon los indicadores de efectividad (Confiabilidad y Disponibilidad) en este componente de los aeroenfriadores críticos y semicríticos, de esta manera se alcanzó a conocer en que estado de vida útil se encontraban, para sugerir recomendaciones y propuestas de mejoras al departamento de confiabilidad del mejorador así como también a la gerencia de mantenimiento con el fin de evaluar técnicamente el comportamiento operacional de los aeroenfriadores de procesos. A continuación se hace una evaluación por área de producción para facilitar el análisis del complejo mejorador. Área 1: Consta de 98 equipos distribuidos en cuatro (4) unidades de procesos, una de las características principales de esta área refiere al hecho que es donde inicia el proceso de mejoramiento de crudo, siendo de gran importancia para el mejorador porque de ésta dependerá el desempeño de las otras unidades de procesos y por ende todo el mejorador. 133 Los distintos aeroenfriadores que allí se encuentra manejan temperaturas de fluidos muy elevadas y están expuestos a procesos cercanos de producción que disminuyen la vida útil de los componentes en el equipo. Se procedió a un diagnóstico de todos los equipos en la unidad, comparando las variables operacionales con las de diseño, los resultados se observan desde la tabla 4.2 hasta 4.5. A nivel general se encontraban en los parámetros normales de operación, con la excepción de un equipo que difería significativamente en la temperatura de salida del fluido manejado. Mediante la observación directa en campo se verificó el deterioro evidente del equipo. Se realizó entonces un análisis de criticidad en esta área que generó como resultado la existencia de un equipo crítico, con las ponderaciones realizadas en la tabla 4.11, este sobrepasó el valor de 70% y se identificó con el nombre de Blowdown Condenser de tag 01EAF3001xx, cantidad (12) de la unidad 1300 con un valor de criticidad 75,02%, este resultado refiere a la ubicación del equipo en el área, ya que está expuesto a procesos de producción cercana (Unidad 1300 – 1500 Coquificación Retardarda) que genera finos de coque que penetran en los componentes afectando directamente la correa de transmisión sumándose las virutas de corrosión de las poleas debido a la cercanía del mar del mejorador , siendo esta la falla más recurrente del equipo y la causa principal del estado en que se encontraba, observándose claramente en el análisis de modos y efectos de fallas que se realizó posteriormente. (Ver tablas 4.16 – 4.17). Otro estudio realizado en los aeroenfriadores de esta unidad y a nivel del mejorador, fue la determinación de la distribución de confiabilidad, el tiempo promedio entre fallas (TPEF) y la disponibilidad, basada en la distribución estadística de Weibull utilizando el historial de fallas en el tiempo de estudio. 134 Los resultados de los parámetros de Weibull del componente crítico (Ver tabla 4.27) arrojaron un valor de γ > 0 lo que significa que el mecanismo es intrínsecamente fiable desde el momento en que fue puesto en servicio y un valor β > 1 que indica que el componente está en la etapa de desgaste y disminuye continuamente con el incremento de la carga reduciendo la vida útil y aumentando las fallas, esto es ratificado por la distribución de tasa de fallas que se muestra en la gráfica 4.29. La vida útil de las correas por diseño corresponde a 5760 hrs. (8 meses) de uso ininterrumpido, este valor representa el TPEF de la correa por diseño, el estudio reflejo la disminución drástica de este valor para este equipo (1543,49 hrs.) corroborando la condición de equipo crítico en el mejorador y la poca confiabilidad de éste. (Ver figura c.1) Área 2: Consta de la mayor cantidad de aeroenfriadores en el mejorador con 182 equipos, donde se manejan gases altamente corrosivos y perjudiciales para el personal que trabaja en esta área. El diagnóstico operacional de la situación de estos equipos, reflejó similitudes en las variables operacionales como de diseño, con la excepción al igual que en el área 1, de un equipo que se distinguía tanto en el registro de fallas como en el estado observado en el campo. Realizado el análisis de criticidad corroboró las inspecciones en campo, el equipo de tag 03EAF1004xx cantidad (16) de la unidad 3100 resultó ser crítico con un 72,25%. El TPEF calculado para este equipo fue de 1858,31 hrs. lo que representa que se encuentra por debajo del valor en horas de la vida útil de las correas, verificando la condición de equipo crítico. Está área resultó ser donde se produjeron más deficiencias en el mantenimiento y en los procedimientos que realizaba el personal. 135 Área 3: Consta de 30 equipos y es el área de producción con menos índices de fallas de los aeroenfriadores en el mejorador, esto se debe a que los procesos que se realizan en esta, no afectan directamente a los aeroenfriadores. El análisis de criticidad no indicó ningún equipo crítico y es de hacer notar que la vida útil de las correas según fabricante si se cumplía correctamente. Conocida la evaluación por área de producción, se determinaron las deficiencias a nivel del mejorador en los aeroenfriadores, destacando entre estas el incorrecto mantenimiento correctivo que se les aplica a estos equipos, así como también la falta de procedimiento en las reparaciones. Para solventar estas situaciones se realizaron dos propuestas para mejorar el comportamiento operacional de los aeroenfriadores críticos como fueron: Mejoras a los Planes de Mantenimiento, donde se determinaron las nuevas tareas y actividades de mantenimiento, así como también la frecuencia de ejecución de las mismas. Mejoras en el Procedimiento de Cambio de Correa y Alineación de Poleas, donde se plantearon nuevas actividades y el procedimiento lógico de las reparaciones en lo que a cambio de correa y alineación de poleas se refiere. 136 CAPITULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 CONCLUSIONES 1. Por medio del diagnóstico de la situación actual de los aeroenfriadores fue posible el conocimiento de las áreas de producción y las unidades de procesos donde se encontraba ubicados los aeroenfriadores de procesos así como también las variables de operación y de diseño, que dieron cuenta de apreciables diferencias en los valores en diferentes equipos del mejorador. 2. El análisis de criticidad permitió jerarquizar los equipos en el mejorador para dirigir de manera prioritaria las actividades de mantenimiento y creando una estructura que facilitó la toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionado los esfuerzos y los recursos hacia los equipos más vulnerables. 3. Mediante la metodología del análisis de criticidad se conocieron las dos (2) familia de aeroenfriadores críticos del mejorador ubicados en la unidad 1300 del área 1 (01EA3001xx) y en la unidad 3100 del área 2 de producción (03EA1004xx). La ponderación de estos en los parámetros de criticidad fue de 75,2%. 4. Con el desarrollo de la hoja de información de los modos y efectos de fallas (AMEF) fue posible tener un conocimiento detallado referente a las funciones, fallas funcionales, modos de fallas y los efectos que causan en los equipos críticos, para posteriormente realizar propuestas de mejoras y reemplazos con el fin de disminuir al máximo estas fallas. Se determinó la rotura de correa como el modo de falla más recurrente y se consideró el componente crítico del aeroenfriador. 137 5. Mediante un árbol de fallas se aplicó la técnica de la identificación de causas de fallas recurrente (ACR) que correspondió a la manera cualitativa de evaluar el desempeño de la correa, permitiendo identificar las causas físicas, humanas y latentes, adoptando las acciones correctivas que reducirían los costos del ciclo de vida útil, mejorarían la seguridad y la confiabilidad del equipo. Se determinaron faltas de alineación, tensado, lubricación y mala ejecución de los procedimientos para llevar a cabo el mantenimiento correctivo. 6. El no registrar las fallas y los tiempos fuera de servicio de manera eficiente y detallada para cada equipo hace más difícil el análisis de su comportamiento durante su tiempo de vida útil. 7. Con el análisis de la data operativa histórica, en el estudio de los indicadores de efectividad, es posible conocer el comportamiento de equipos en operación con el fin de prever y mejorar el uso de los recursos humano y materiales, diseñar o modificar las políticas de mantenimiento a ser utilizadas, estimación de la vida útil de los equipos estableciendo frecuencias de ejecución del mantenimiento preventivo para los mismo. 8. Las propuestas realizadas a los planes de mantenimiento y a los procedimientos de alineación y cambio de correa, solo persiguen garantizar mejoras en el comportamiento operacional del equipo así como también en los niveles de confiabilidad y asegurar la calidad de las reparaciones en los aeroenfriadores. 9. La Evaluación Técnica reflejó de manera cualitativa y cuantitativa los efectos que producen las fallas y sus consecuencias en la gestión de mantenimiento de los aeroenfriadores. 138 6.2 RECOMENDACIONES 1. Establecer un seguimiento a los historiales de falla para cada equipo presente en la empresa y mejorar el proceso de registro de las mismas haciendo énfasis en el tiempo fuera de servicio y tiempo de reparación efectivo del equipo, de manera de contar siempre con datos significativos que permitan calcular los indicadores de efectividad para el control del mantenimiento. 2. Entrenar e incentivar al personal involucrado en la gestión de mantenimiento a realizar los procedimientos y actividades planificadas para mejorar el desempeño y eficiencia de los aeroenfriadores, esto permitirá mayor responsabilidad del trabajador y prevención de fallas adjudicadas a factores o errores humanos. 3. Considerar la factibilidad en la implementación y adecuación del nuevo diseño de transmisión de potencia propuesto y realizar los ajustes necesarios en un periodo no mayor de un año en los planes de mantenimiento y en los procedimientos de alineación y cambio de correas. 4. Implementar las mejoras en el plan de mantenimiento propuesto para los equipos críticos con la nueva adecuación del material de las poleas y realizar un registro de control para las actividades ejecutadas, con la finalidad de verificar en todo momento el cumplimiento de las tareas programadas, para de esta manera obtener los beneficios que dicho plan representa para el logro de los fines de desarrollo y rentabilidad de la empresa. 5. Realizar una evaluación de confiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad a todo los aeroenfriadores, una vez implementadas los cambios para verificar la disponibilidad real del sistema. 139 BIBLIOGRAFÍA [1] Mosquera L., “Evaluación técnica del sistema de transmisión de potencia de los aeroenfriadores, sistema de lubricación de los sellos de bombas y sistema de protección por sobrevelocidad de turbinas de vapor”. Tesis de Grado. Departamento de Mecánica. Universidad de Oriente. Núcleo de Anzoátegui. Venezuela (2004). [2] Bueno, L. “Evaluación de los indicadores de la Gestión de Mantenimiento Asociada a un Sistema de Sopladores Centrífugos para el Diseño de Programas de Mantenimiento” Tesis de Grado. Departamento de Mecánica. Universidad de Oriente. Núcleo de Anzoátegui. Venezuela (2006). [3] Díaz L., “Evaluación de factibilidad de reemplazo de caja reductora por correa – polea en enfriadores de aire asociados a los turbocompresores, planta de extracción San Joaquín Pdvsa”. Tesis de Grado. Departamento de Mecánica. Universidad de Oriente. Núcleo de Anzoátegui. Venezuela (2007). [4] Suárez D., “Guía Teórico –Práctica (Mantenimiento Mecánico)”, U.D.O., Puerto la cruz Venezuela, (1999). [5] Suárez D., “Modelos de confiabilidad para el mantenimiento de sistemas Mecánicos en Plantas Industriales”, Tesis de Magíster Scentiarum, Centro de Estudios de Postgrado, Maestria en Gerencia de Mantenimiento, U.D.O., UNEFA, Barcelona Venezuela, Mayo (1999). [6] “Herramientas técnicas para mejorar la confiabilidad”. Introducción para el estudio de equipos. Confima & Consultores. Puerto la Cruz (2008). 140 [7] Suárez, D. “Clasificación de equipos en función de su criticidad”. Introducción para el estudio de equipos. Confima y Consultores. Puerto la Cruz (2007) [8] Huerta R. “Taller de análisis y modos de efectos de falla (Confiabilidad operacional II)” Engineering, Reliability and Management (2006) [9] Huerta R. “Procesos de análisis integral de disponibilidad y confiabilidad como soporte para el mejoramiento continuo de las empresas” Reliability World Latín América (2006) [10] Tamborero, J. “Fiabilidad: La distribución de Weibull” disponible en: http://www.jmcprl.net/NTPs/@Datos/ntp_331.htm (2005) [11] Suárez, D. “Guía teórica – práctica (Mantenimiento Mecánico)”, Puerto la Cruz, Venezuela (1999) [12] García, O., “Gestión Integral De Mantenimiento Basada En Confiabilidad”, UPTC. Boyacá, Colombia (2005). [13] Monchy F., “Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial”, Editorial Masson S.A., España, (1990). [14] “Mantenimiento. Definiciones” Norma venezolana Covenin 3049 – 93 (1993) 141 ANEXOS A: TABLA DE LA LEY NUMÉRICA DE WEIBULL PARA OBTENER A Y B Figura A.1 Tabla de la Ley Numérica de Weibull Fuente: Guía Teórico – Práctica del Análisis Estadístico de Fallas D.S. 142 ANEXOS B: FUNCIONAMIENTO DE UN AEROENFRIADOR 1 4 1. Fluido a elevada temperatura dirigiéndose a los aeroenfriadores 4. Vista interior de la bahía mientras se realiza la transferencia de calor 5 2 2. Entrada y salida del fluido en el 5. Vista frontal del aeroenfriador y los perfiles de temperatura que ocurren aeroenfriador 6 3 3. Vista de la bahía o paquete de transferencia 6. Perfil de temperatura del haz de tubos de calor cuando el fluido atraviesa al aeroenfriador 143 ANEXOS C: HOJA EXCEL PARA EL CÁLCULO DE LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD Figura C.1.Hoja Excel para el Cálculo de los Indicadores de Efectividad Fuente: Propia. 144 ANEXOS D: FORMATO DE ENCUESTA PARA EL ANÁLISIS DE CRITICIDAD FORMATO DE ENCUESTA DE ÁNALISIS DE CRITICIDAD FECHA: 15/ 01/ 2008 ÁREA: 1 UNIDAD: 1300 EQUIPO: Blowdown Condenser TAG: 01EAF3001xx ENCUESTADO: Arcadio Hurtado CARGO: Técnico Equipos Rotativos A continuación se le formulará una serie de preguntas de selección simple, marque con una (X) la respuesta que considere correcta, si no comprende algún ítem de esta encuesta se le prestará la colaboración necesaria. La total comprensión y la realización de esta encuesta son de suma importancia para la empresa. 1. Cantidad de fallas ocurridas en el año 2005 – 2007 OPCIONES SELECCIÓN 1A) Fallas = 1 1B) 1 ≤ Fallas ≤ 12 1C) Fallas ≥ 12 X 2. Tiempo promedio fuera de servicio (MTFS) durante los años 2005 – 2007 expresado en horas OPCIONES MTFS = ∑ TFS ∑ FallasOcurridas SELECCIÓN 2A) MTFS ≤ 4 2B) 4 ≤ MTFS ≤ 8 2C) MTFS ≥ 8 X 3. Disponibilidad de repuestos durante los años 2005 – 2007 (DR) OPCIONES DR = CantidadSatisfecha x100% CantidadDemandada SELECCIÓN 3A) DR ≥ 80% 3B) 50% ≤ DR ≤ 80% 3C) DR < 50% 145 X 4. Cumplimiento del mantenimiento preventivo (CMP) durante los años 2005 – 2007 OPCIONES CMP = OrdenesEjecutadas x100% Ordenes Pr ogramas SELECCIÓN 4A) 75%≤ CMP ≤ 100% 4B) 50% ≤ CMP ≤ 75% X 4C) 0% ≤ CMP ≤ 50% 5. Efectividad del equipo durante los años 2005 – 2007 (E) Hrs.Efectivas E= x100% Hrs.Calendario OPCIONES SELECCIÓN 5A) E ≥ 80 % 5B) 50% ≤ E ≤ 80% X 5C) E < 50% En caso de que hayan ocurrido fallas, se calcula de la siguiente forma: E= Hrs.Efectivas x100% Hrs.Calendario − ∑ TFS 6. Backlog o Trabajo pendientes durante los años 2005 – 2007 (B) expresado en semanas OPCIONES SELECCIÓN 6A) 0 ≤ B < 2 6B) 2 ≤ B ≤ 5 X 6C) B ≥ 5 7. Efecto sobre la seguridad del personal y/o el ambiente (SIAHO) durante los años 2005 – 2007 OPCIONES SELECCIÓN 7A) Sin Consecuencias Leyenda: 7B) Efecto Temporal MTSF: Tiempo promedio fuera de servicio 7C) Efecto Permanente ∑TFS: Sumatoria de los tiempos fuera de servicio Hrs.: Horas 146 X ANEXOS E: HOJA DE INFORMACIÓN (AMEF) DE OTRAS CAUSAS DE FALLAS EN LOS AEROENFRIADORES CRÍTICOS Tabla E.1 Hoja de Información (AMEF) de Otras Causas de Fallas en los Aeroenfriadores Críticos Realizado por: DIEGO GUTIÉRREZ Área: Equipo: FUNCIÓN 1 Enfriar o Condensar un fluido por convección forzada desde 177 ºC hasta 66 ºC FALLA FUNCIONAL ¿PERDIDA DE FUNCIÓN? El equipo es incapaz de enfriar o condensar el fluido de 177 ºC a 66 ºC Revisado por: BENITO MORENO Unidad: Tag: MODO DE FALLA ¿QUÉ CAUSA LA FALLA? Descalibración del ángulo de inclinación de las aspas del ventilador Anomalías en rodamientos del aeroenfriador, por falta de lubricación Atascamiento de rodamientos y sobrecalentamiento, por falta de suministro de aceite o grasa lubricante en el motor eléctrico Motor Desenergizado No arranca el motor 147 Fecha: 15/02/2008 Hoja 1 de 1 EFECTO DE FALLA (¿QUÉ OCURRE CUANDO FALLA?) Ruido en el aeroenfriador Disminución de la eficiencia del equipo Desgaste en las correas con disminución de su vida útil Vibración Ruido Vibración Calentamiento del equipo Motor no funciona Ruido en el motor Calentamiento de la carcasa del motor Aeroenfriador fuera de servicio Deterioro de la correa Aeroenfriador fuera de servicio Falla de la conexión eléctrica Falla de tierra Falla de la conexión eléctrica Aeroenfriador fuera de servicio Atascamiento de cojinetes Sobrecarga en una de las fases Motor consume alto amperaje Falla de tierra ANEXOS F: CONDICIÓN DE LOS AEROENFRIADORES Figura F.1 Corrosión en Polea Motriz de los Aeroenfriadores Críticos Figura F.2. Desgaste en la Correa de los Aeroenfriadores Críticos 148 Figura F.3. Corrosión en la Polea Conducida de los Aeroenfriadores Críticos Figura F.4. Corrosión en la Polea Motriz de los Aeroenfriadores Críticos 149 Figura F.5 Correas sin Cajas de los Aeroenfriadores Críticos Figura F.6 Deterioro de la Polea Conducida de los Aeroenfriadores Críticos 150 ANEXOS G: PROCEDIMIENTOS PARA LA INSTALACIÓN DE CORREAS EN LOS AEROENFRIADORES J-M-CO-F-MC-01 Formulario para Instalación de Correas de Transmisión. Area: Unidad: Responsable del Trabajo: Comentarios: Tag del Equipo: Marca de la Correa: Modelo de la Correa: Item 1 2 Descripción de la Actividad 3 Retirar la reja protectora del ventilador. 4 Desajustar los tornillos de sujeción del motor eléctrico. 5 Desplazar manualmente el motor para aflojar la correa. 6 Retirar la(s) correa(s) existente(s) sin hacer palanca o forzando las poleas. 7 8 9 10 11 12 Inspeccionar la(s) correa(s) retirada(s) en busca de algún patrón irregular de desgaste. Cerciorarse que la(s) polea(s) no tenga(n) algún borde filoso que pueda dañar la(s) nueva(s) correa(s). Alinear las poleas utilizando una cuerda o una regla metálica. Se deben hacer coincidir todos los puntos de la superficie de las poleas con la regla o cuerda. Especificar (en espacio de observaciones) cuál método fue empleado. En caso de utilizar un alineador láser se debe alinear a menos de 1/2 grado o 1/10" por pie de distancia entre los centros de rotación de las poleas. Instalar la(s) nueva(s) correa(s), deslizándola suavemente sobre las poleas. No se debe hacer palanca o fuerza excesiva ya que esto puede dañar la(s) correa(s). Tampoco de debe doblar la(s) correa(s). Tensar la correa y ajustar los tornillos de sujeción del motor. Medir la tensión estática de la(s) correa(s) utilizando un medidor de tensión tipo barril o un dispositivo captador de vibraciones. Se debe aplicar la tensión recomendada por el fabricante de la correa. En la tabla anexa se muestran las tensiones recomendadas por Gates, así como también los pesos unitarios de las correas en caso de utilizar medidor sónico. 13 Ajustar completamente los tornillos de sujeción del motor. 14 Volver a medir la tensión de la correa. Es posible que luego de ajustar los soportes del motor la tensión varíe un poco. 15 Instalar la reja protectora del ventilador. 16 Arrancar el motor eléctrico. 17 18 19 20 Ejecutada Si No Comentarios u Observaciones Disponer del permiso de trabajo actualizado para ejecutar la actividad. Todo el personal involucrado debe contar con el equipo de protección personal requerido. Magnitud de la Desalineación: Magnitud de la Tensión Medida: Ulitizando un pirómetro, medir la temperatura de los rodamientos o cojinetes del motor para descartar cualquier exceso de tensión. De no observarse algún problema, se debe dejar operando el sistema durante al menos 12 horas bajo monitoreo regular. Detener el equipo. Medir tensión, y de ser necesario volver a ajustarla al nivel recomendado por el fabricante. Magnitud de la Tensión Medida: Responsable Ejecutor Supervisor Mto. Sincor Fecha: Fecha: Figura G.1. Procedimiento para la Instalación de Correas en el Aeroenfriador Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 151 ANEXOS H: DATA HISTORICA DE LAS FALLAS POR ROTURAS DE CORREAS Figura H.1. Data historia de las Fallas por Correas en el Tiempo de Estudio (2005 – 2007) Fuente: Pdvsa Petrocedeño S.A. 152 ANEXO I: VALIDACIÓN DEL SOFTWARE CRYSTALL BALL Los resultados obtenidos a través del Software Crystall Ball ®, se validaron comparando el valor de confiabilidad obtenido por este software para el aeroenfriador 01EF3001xx, y el que se obtuvo a través del método manual de Weibull para el mismo equipo. El procedimiento utilizado para realizar el cálculo de confiabilidad R(t) al equipo 01EAF3001xx, se describe a continuación: Primeramente a través de los históricos de fallas se calcularon los tiempos entre fallas (TEF) para el equipo y fueron ordenados en lista en forma creciente, el número total de observaciones realizadas es el tamaño de la muestra (n). En la tabla I.1 se muestran los TEF para el aeroenfriador 01EAF3001xx. Tabla I.1. Tiempos Entre Fallas para el Aeroenfriador 01EAF3001xx i TEF (Hrs.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 347 468 569 739 744 757 833 882 1196 1263 1384 1617 1986 2729 2838 3901 3981 153 Para realizar el cálculo de las frecuencias acumuladas de fallas F(i) se tomó en cuenta el tamaño de la muestra a ser analizada. Las condiciones para el cálculo de F(i) para un tamaño de muestra n ≤ 20 , se dieron según la siguiente ecuación: F( i ) = i − 0,3 n + 0,4 (Ec. 1) Sustituyendo valores para la muestra i = 1, tenemos: F( i ) = i − 0,3 1 − 0,3 = = 4,0203 % 17 + 0,4 17 + 0,4 De forma similar se determinó la frecuencia acumulada de falla para las demás muestras: i = 2, 3, 4…, utilizando la ecuación 1, la tabla I.2. muestra los resultados obtenidos de dichos cálculos: Tabla I.2. Fallas Acumuladas del Aeroenfriador 01EAF3001xx i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TEF (Hrs.) F(i) % 347 468 569 739 744 757 833 882 1196 1263 1384 1617 1986 2729 2838 3901 3981 4,0230 9,7701 15,5172 21,2644 27,0115 32,7586 38,5057 44,2529 50,0000 55,7471 61,4943 67,2414 72,9885 78,7356 84,4828 90,2299 95,9770 154 Para la realización el diagrama de Weibull, se graficaron en el papel las coordenadas de los puntos (TEF, F(i)) para obtener una curva TEF vs. F(i) como se muestra en la figura I.1, luego se procedió a verificar si la gráfica obtenida representó una línea recta: Figura I.1. Diagrama de Weibull para el Equipo 01EAF30011xx En nuestro caso el diagrama de Weibull no representa una recta, se debe proceder a linealizar la curva de la siguiente manera: Para linealizar la curva se deben seleccionar tres (3) puntos de la gráfica para realizar el cálculo del parámetro de posición “γ” como sigue: γ = ( A2 ) 2 − ( A1 × A3 ) (2 × A2 ) − A1 − A3 155 (Ec. 2) Puntos seleccionados en la gráfica: A1 = 347 A2 = 882 A3 = 3901 Aplicando la ecuación 4.3, tenemos: γ = (882) 2 − (347 ∗ 3901) = 231,77 (2 ∗ 882) − 347 − 3901 El valor del parámetro de posición encontrado se le debe de restar a cada TEF, para obtener un nuevo término el cual será TEF - γ, dicho término posteriormente deberá ser graficado en el papel de Weibull sustituyendo a los TEF, esto generará un nuevo Diagrama de Weibull en el cual se deberá de comprobar la linealidad de la gráfica. A partir de estos valores se construye la tabla I.3. Tabla I.3. Fallas Acumuladas Corregidas para el Equipo 01EAF3001xx i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TEF (Hrs.) 347 468 569 739 744 757 833 882 1196 1263 1384 1617 1986 2729 2838 3901 3981 TEF - γ 115 236 337 507 512 525 601 650 964 1031 1152 1385 1754 2497 2606 3669 3749 156 F(i) % 4,0230 9,7701 15,5172 21,2644 27,0115 32,7586 38,5057 44,2529 50,0000 55,7471 61,4943 67,2414 72,9885 78,7356 84,4828 90,2299 95,9770 Se procedió a graficar nuevamente los valores de los TEF - γ y los valores F(i) sin modificar en el papel Weibull para observar nuevamente la linealidad de la gráfica. Al comprobar mediante la figura I.2 la linealidad de la gráfica obtenida, se trasladó una paralela a la recta sobre el punto de Weibull para hallar el parámetro de forma (β) y se tomó el valor del parámetro de escala (η) en la horizontal Figura I.2. Diagrama de Weibull Linealizado para el Equipo 01EAF3001xx Con los resultados obtenidos para los parámetros de Weibull, β = 1,1, γ = 231 y η = 1300, se procedió a calcular la confiabilidad para un t = TPEF del equipo, mediante la ecuación 2.5: 157 1 ,1 R(TPEF ) = e ⎛ 1543 , 4999 − 231 ⎞ −⎜ ⎟ 1300 ⎠ ⎝ = 0,364 Con los resultados del estudio de confiabilidad obtenidos por los métodos anteriormente descritos, se procedió a realizar una comparación entre ellos, calculando el porcentaje de error a los distintos parámetros de Weibull, para de esta esa manera verificar la validación del software. Para conocer el porcentaje de error, se aplica la ecuación 3, a continuación se muestra el cálculo para el parámetro de forma β, el mismo procedimiento es aplicable a los parámetros restantes: β Software − β Manual × 100 β Software %Error = % Error = (Ec. 3) 1,1275 − 1,1 × 100 1,1275 % Error = 2,43 ≤ 5% Tabla I.4. Comparación de los Métodos Utilizados para Realizar el Cálculo de Confiabilidad del Equipo 01EAF3001xx MÉTODO β η γ SOFTWARE CRYSTALL BALL 1,1275 1359,2 241,93 WEIBULL MANUAL ECUACIÓN DE CONFIABILIDAD R (TPEF) % ERROR 1 ,1275 R( t ) = e ⎛ t − 241, 93 ⎞ −⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ 1359 , 2 ⎠ 0,3858 2,43 1 ,1 1,1 1300 231 R( t ) = e 158 ⎛ t − 231 ⎞ −⎜ ⎟ ⎝ 1300 ⎠ 0,364 Al observar los resultados obtenidos en la tabla h.4 se concluye que ambos métodos arrojan valores de confiabilidad muy similares, para el equipo 01EAF3001xx en un tiempo de estudio igual al TPEF con un porcentaje de error menor a 5 %, lo que indica que los resultados son altamente confiables. 159 Hoja de Metadatos para Tesis y Trabajos de Ascenso – 1/5 – Hoja de Metadatos para Tesis y Trabajos de Ascenso – 1/5 Titulo “EVALUACIÓN TÉCNICA DEL COMPORTAMIENTO OPERACIONAL BASADA EN LOS INDICADORES DE EFECTIVIDAD DE LOS AEROENFRIADORES DE PROCESOS DEL MEJORADOR DE CRUDO” CASO: PDVSA – PETROCEDEÑO Subtítulo El título es requerido. El subtítulo o título alternativo es opcional. Autor(es) Apellidos y Nombres Gutiérrez S., Diego F. Código CVLAC / e-mail CVLAC V - 15.679.778 e-mail [email protected] e-mail CVLAC e-mail e-mail CVLAC e-mail e-mail Se requieren por lo menos los apellidos y nombres de un autor. El formato para escribir los apellidos y nombres es: “Apellido1 InicialApellido2., Nombre1 InicialNombre2. Si el autor está registrado en el sistema CVLAC, se anota el código respectivo (para ciudadanos venezolanos dicho código coincide con el número de la Cédula de Identidad). El campo e-mail es completamente opcional y depende de la voluntad de los autores. Palabras o frases claves: Evaluación Técnica Indicadores de Efectividad Aeroenfriadores de Procesos Pdvsa Petrocedeño El representante de la subcomisión de tesis solicitará a los miembros del jurado la lista de las palabras clave. Deben indicarse por lo menos cuatro (4) palabras clave. 160 Hoja de Metadatos para Tesis y Trabajos de Ascenso – 2/5 – Líneas y sublíneas de investigación: Área Subárea Mantenimiento Equipos dinámicos Sistemas Dinámicos Debe indicarse por lo menos una línea o área de investigación y por cada área por lo menos una subárea. El representante de la subcomisión solicitará esta información a los miembros del jurado. Resumen (abstract): El siguiente trabajo de grado tiene como objetivo fundamental realizar una Evaluación Técnica del Comportamiento Operacional basada en los Indicadores de Efectividad de los Aeroenfriadores de Procesos del Mejorador de Crudo Pdvsa Petrocedeño S.A., con el fin de mejorar el desempeño en las funciones del equipo y de esta manera garantizar los niveles de calidad y de seguridad requeridos por la empresa, proponiendo actividades y planes de mantenimiento orientados a perfeccionar las labores en el equipo. Para realizar dicha evaluación primero se diagnosticó la situación operacional de la totalidad de los aeroenfriadores a nivel del mejorador clasificándolos por unidades de procesos, seguidamente se realizó un análisis de criticidad a cada unidad de proceso, jerarquizando a los equipos que tenga mayor impacto sobre la producción, seguridad y medio ambiente (equipo crítico), con la finalidad de dirigir efectivamente los esfuerzos en lo que a actividades de mantenimiento se refiere. A continuación, se ejecutó un Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) donde se establecieron las funciones, fallas funcionales, modos de fallas y efectos de las fallas de todos los equipos críticos, seguidamente se utilizó la herramienta del Análisis Causa Raíz (ACR), aplicando la técnica de un árbol de falla, que permitió la identificación de las raíces físicas, humanas y latentes de las fallas que frecuentemente se repetían en la hoja de información AMEF, para finalizar con el cálculo de los indicadores de efectividad (Confiabilidad y Disponibilidad) que dieron cuenta mediante probabilidades estadísticas del estado de vida útil del equipo y de sus componentes. De acuerdo a todo esto, se obtuvo que la falla que origina la rotura de correas en el sistema de transmisión de potencia en los equipos críticos se deba a la localización de estos en zonas de ambiente adverso para su correcto funcionamiento así como también al material con el cual fueron fabricadas las poleas, se concluyó que debe realizarse una nueva adecuación del material de las poleas en los aeroenfriadores críticos. Si el funcionario de SIBIUDO encargado de transcribir los metadatos se encuentra este campo en blanco, debe copiarlo de la versión digital del texto del trabajo mediante “copiar y pegar”. 161 Hoja de Metadatos para Tesis y Trabajos de Ascenso – 3/5 – Contribuidores: Apellidos y Nombres ROL / Código CVLAC / e-mail ROL Villaroel, Delia CA AS X TU JU CA AS TU JU X TU JU X CVLAC V – 5.194.070 e-mail ROL Bravo, Darwin JU CVLAC V – 9.267.349 e-mail ROL Griffith, Luis AS X TU CVLAC V – 5.189.936 e-mail ROL Moreno, Benito CA CA AS CVLAC V – 8.298.181 e-mail Se requieren por lo menos los apellidos y nombres del tutor y los otros dos (2) jurados. El formato para escribir los apellidos y nombres es: “Apellido1 InicialApellido2., Nombre1 InicialNombre2.”. Si el contribuidor está registrado en el sistema CVLAC, se anota el código respectivo (para ciudadanos venezolanos dicho código coincide con el número de la Cédula de Identidad). El campo e-mail es completamente opcional y depende de la voluntad de los contribuidores. La Codificación del ROL es CA = Coautor, AS = Asesor, TU = Tutor, JU = Jurado. Fecha de discusión y aprobación: Año Mes Día 2009 04 02 Fecha en formato ISO (AAAA-MM-DD). Ej.: 2005-03-18. El dato fecha es requerido. 162 Hoja de Metadatos para Tesis y Trabajos de Ascenso – 4/5 – Archivo(s): Nombre de archivo Tipo MIME Tesis Evaluación Tecnica Aeroenfriadores Application/msword. Los caracteres permitidos en los nombres de los archivos: A B C D E F G H I J K L M N O P QRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz012345678 9_-. Alcance: Espacial: _________________________ (opcional) Temporal: ________________________ (opcional) Título o Grado asociado con el trabajo: Ingeniero Mecánico_________________________ Dato requerido. Ejs: Licenciado en Matemáticas, Magíster Scientiarium en Investigación de Operaciones, Profesor Asociado, Administrativo III, etc. Nivel Asociado con el Trabajo: Ingeniero__________________Dato requerido. Ejs: Licenciatura, Magíster, Doctorado, Postdoctorado, etc. Área de Estudio: Departamento de Mecánica_________________________ Usualmente el nombre del programa o departamento. Institución(es) que garantiza(n) el Título o grado: Universidad de Oriente______________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ Si como producto de convenios, otras instituciones además de la Universidad de Oriente, avalan el Título o grado obtenido, el nombre de estas instituciones debe incluirse aquí. 163 Hoja de Metadatos para Tesis y Trabajos de Ascenso – 5/5 – Derechos: “los trabajos de grado son de exclusiva propiedad de la Universidad de Oriente y sólo podrán ser utilizados a otros fines con el consentimiento del consejo de núcleo respectivo, el cual lo participará al consejo universitario”. Condiciones bajo las cuales los autores aceptan que el trabajo sea distribuido. La idea es dar la máxima distribución posible a las ideas contenidas en el trabajo, salvaguardando al mismo tiempo los derechos de propiedad intelectual de los realizadores del trabajo, y los beneficios para los autores y/o la Universidad de Oriente que pudieran derivarse de patentes comerciales o industriales. Diego F. Gutiérrez S. AUTOR Prof. Delia Villaroel Benito Moreno ASESOR ACADÉMICO ASESOR INDUSTRIAL Prof. Luis Griffith Darwin Bravo JURADO PRINCIPAL JURADO PRINCIPAL POR LA SUBCOMISIÓN DE TESIS: Prof. Delia Villaroel 164 165