UNET Universidad Nacional Experimental del

UNET
Universidad Nacional Experimental del Táchira
Vicerrectorado Académico
Decanato de Docencia
Departamento de Ingeniería Mecánica
Trabajo de Aplicación Profesional
Análisis de criticidad a los motores CAT G3616 TA
atendidos por el SOM 245.
Autor: Arenas Rosas, Carlos Enrique.
Cédula de Identidad: 17.644.166
Correo electrónico: [email protected]
Teléfono: 0414-7029170
Tutor: Ostos Celis, Antonio José.
Correo electrónico: [email protected]
San Cristóbal, Abril de 2008
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AGRADECIMIENTOS
A dios y a mi familia, que hicieron posible que lograra esta meta. A todo el
personal del servicio de operación y mantenimiento 245 de SKANSKA
Venezuela S.A. que siempre me brindaron su apoyo y su conocimiento.
Gracias
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Universidad Nacional Experimental del Táchira
Vicerrectorado Académico
Decanato de Docencia
Departamento de Ingeniería Mecánica
Trabajo de Aplicación Profesional
Análisis de criticidad a los motores CAT G3616 TA atendidos por el SOM
245.
Autor: Arenas Rosas, Carlos Enrique
Tutor: Ostos Celis, Antonio José
San Cristóbal, 16 de Abril de 2008
RESUMEN
Durante el lapso de pasantías industriales, realizadas en la empresa SKANSKA
Venezuela S.A, se realizó un análisis de criticidad a los 5 motores CAT G3616TA
operados y mantenidos por la empresa, el estudio aplicado permitió determinar
que parte o subsistemas de los motores resultaban más críticos o causaban más
impacto en las paradas de los equipos que se estudiaron. Para la realización del
estudio se conocieron y calcularon una serie de datos y registros importantes que
permitieron entre otras cosas determinar cual fue el subsistema que mayor número
de fallas presentó durante el lapso para el que se realizó el estudio, también
permitió conocer el tiempo promedio para reparar de cada subsistema que
compone al motor, el nivel de impacto causado por cada uno de estos en el
ambiente, la seguridad y la salud de las personas. Por otro lado, antes de poder
aplicar el análisis de criticidad a los equipos fue necesario conocer el
funcionamiento, diseño, y parámetros operacionales de los mismos. Los
resultados obtenidos indicaron que los subsistemas de supervisión del motor, de
combustible y de enfriamiento son los de más alta criticidad en cada uno de los
equipos, en algunos casos también resultó de alta criticidad el sistema de
encendido. El estudió realizado también permitió concluir que es imposible
elaborar un análisis de criticidad sin conocer todas las variables que influyen en el
proceso, así como también es importante contar con un registro de histórico de
fallas de buena calidad que permita conocer cual es el verdadero origen de la falla.
Con el conocimiento de cuales son los subsistemas críticos en los equipos resultó
posible hacer propuestas de mejora al plan de mantenimiento de las unidades y de
rotación de inventario existente en almacén.
Palabras Clave: análisis de criticidad, motores CAT G3616TA, manual,
subsistema, tiempo promedio para reparar.
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INDICE GENERAL
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA ............................................................... 2
1.1.1 Misión ...................................................................................................... 2
1.1.1 Visión ....................................................................................................... 2
1.1.3 Objetivos .................................................................................................. 2
1.2 ÁREA DE TRABAJO ......................................................................................... 3
1.3 DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL ................................................. 4
1.4 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA .............................................................. 5
1.5 PROYECTO ...................................................................................................... 5
1.6 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................... 5
1.7 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................. 5
1.8 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 6
1.9 ALCANCE......................................................................................................... 6
CAPITULO II
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1 ANÁLISIS DE CRITICIDAD .............................................................................. 8
2.1.1 Frecuencia de Fallas ..............................................................................13
2.1.2 Tiempo Promedio para Reparar (TPPR) .................................................13
2.1.3 Impacto en la Producción .......................................................................13
2.1.4 Costo de Reparación ................................................................................13
2.1.5 Impacto en la Seguridad Personal............................................................13
2.1.6 Impacto Ambiental ..................................................................................13
2.2 PLANTAS COMPRESORAS DE GAS ............................................................. 14
vi
2.3 MOTORES CAT G3616TA ............................................................................. 15
2.3.1 Sistema de encendido ..............................................................................17
2.3.2 Sistema de combustible ...........................................................................17
2.3.3 Sistema de entrada de aire y escape .........................................................18
2.3.4 Sistema de lubricación .............................................................................19
2.3.5 Sistema de enfriamiento ...........................................................................20
2.3.6 Sistema de arranque ................................................................................21
2.3.7 Sistema Hydrax ........................................................................................21
2.3.Sistema de supervisión del motor ...............................................................22
CAPITULO III
PROCESO METÓDICO
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN ..............................................................................25
3.2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................. 25
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA ............................................................................. 25
3.3.1 Población ................................................................................................25
3.3.2 Muestra ...................................................................................................26
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS ....... 26
3.5 TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS ......................... 26
CAPITULO IV
DESARROLLO Y RESULTADOS
4.1 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS A ESTUDIAR ...........................................29
4.2 IDENTIFICACIÓN DE LOS SUBSISTEMAS A EVALUAR ............................. 29
4.3 RECOPILACIÓN DEL HISTÓRICO DE FALLAS POR EQUIPOS .................. 30
4.4 SELECCIÓN Y PONDERACIÓN DE LOS CRITERIOS A EVALUAR EN EL
ANÁLISIS DE CRITICIDAD ................................................................................... 31
vii
4.5 ASOCIACIÓN DE FALLAS AL SUBSISTEMA CORRESPONDIENTE ............ 33
4.6 DETERMINACIÓN DE LA FRECUENCIA DE FALLA DE CADA
SUBSISTEMA DEL MOTOR................................................................................... 34
4.7 CÁLCULO DEL TIEMPO PROMEDIO PARA REPARAR (TPPR) ....................36
4.8 PONDERACIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS SUBSISTEMAS EN ESTUDIO ... 40
4.8.1 Impacto en la producción .......................................................................40
4.8.2 Costos de reparación ..............................................................................41
4.8.3 Impacto ambiental ...................................................................................42
4.8.4 Impacto en salud y seguridad personal ...................................................42
4.9 EVALUACIÓN DE SUBSISTEMAS ...................................................................43
4.10 CÁLCULO DE CRITICIDAD .......................................................................... 44
CAPITULO V
DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Análisis de resultados .................................................................................. 50
CONCLUSIÓNES .............................................................................................. 53
RECOMENDACIONES ......................................................................................56
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................58
APÉNDICE .........................................................................................................60
ANEXOS .............................................................................................................72
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Página
TABLA 1
Ficha técnica de los motores CAT G3616TA ........................................ 16
TABLA 2 Ponderación de los parámetros de análisis de critidad ..................... 32
TABLA 3
Frecuencia de fallas de subsistemas del equipo K4 DEPO ................... 34
TABLA 4
Frecuencia de fallas de subsistemas del equipo K5 DEPO .................. 34
TABLA 5
Frecuencia de fallas de subsistemas del equipo K4 DEPE ................... 35
TABLA 6
Frecuencia de fallas de subsistemas del equipo K5 DEPE ................... 35
TABLA 7
Frecuencia de fallas de subsistemas del equipo K6 DEPE ................... 36
TABLA 8 Cálculo del tiempo promedio para reparar ............................................ 37
TABLA 9 Tiempo promedio para reparar, equipo K4 DEPO................................. 38
TABLA 10 Tiempo promedio para reparar, equipo K5 DEPO............................... 38
TABLA 11 Tiempo promedio para reparar, equipo K4 DEPE ............................... 39
TABLA 12 Tiempo promedio para reparar, equipo K5 DEPE ............................... 39
TABLA 13 Tiempo promedio para reparar, equipo K6 DEPE ............................... 39
TABLA 14 Impacto en la producción .................................................................... 40
TABLA 15 Costo de reparación ............................................................................ 41
TABLA 16 Impacto ambiental ............................................................................... 42
TABLA 17 Impacto en salud y seguridad personal ............................................... 43
TABLA 18 Consecuencia y criticidad obtenida, planta DEPO............................... 45
TABLA 19 Criticidad de los subsistemas del equipo K4 DEPO ............................. 47
TABLA 20 Criticidad de los subsistemas del equipo K5 DEPO ............................ 47
TABLA 21 Criticidad de los subsistemas del equipo K4 DEPE.............................. 48
TABLA 22 Criticidad de los subsistemas del equipo K5 DEPE.............................. 48
TABLA 23 Criticidad de los subsistemas del equipo K6 DEPE.............................. 49
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ÍNDICE DE APÉNDICE
Página
Apéndice 1 Tabla 1-A: Registro del histórico de fallas del equipo K4 DEPO ...............61
Apéndice 2 Tabla 2-A: Asociación de fallas al subsistema correspondiente equipo K4
DEPO ....................................................................................................................65
Apéndice 3 Tabla 3-A: Evaluación de los subsistemas, planta DEPO .........................69
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ÍNDICE DE ANEXOS
Página
Anexo 1 Tabla1-1: Registro del histórico de fallas del equipo K5 DEPO .....................73
Anexo 2 Tabla 1-2: Asociación de fallas al subsistema correspondiente equipo K5
DEPO ....................................................................................................................74
Anexo 3 Tabla 1-3: Registro del histórico de fallas del equipo K4 DEPE ....................75
Anexo 4 Tabla 1-4: Asociación de fallas al subsistema correspondiente, equipo
K4 DEPE ..............................................................................................................76
Anexo 5 Tabla 1-5: Registro del histórico de fallas del equipo K5 DEPE ....................77
Anexo 6 Tabla 1-6: Asociación de fallas al subsistema correspondiente, equipo
K5 DEPE .............................................................................................................78
Anexo 7 Tabla 1-7: Registro del histórico de fallas del equipo K6 DEPE ....................79
Anexo 8 Tabla 1-8: Asociación de fallas al subsistema correspondiente, equipo
K6 DEPE .............................................................................................................80
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Glosario
After cooler: componente del sistema de enfriamiento de los motores CAT G3616
TA. Llamado también post enfriador.
Air choke: válvula reguladora de aire de entrada al after cooler.
CAT G3616 TA: iníciales para indicar motor Caterpillar (CAT) a gas (G), de la
serie
3600, 16 cilindros de fuerza, con sistema de turbo y after cooler (TA)
Colero: equipo que se encuentra al final del tren de compresión.
Cilindros de fuerza: Cilindros del motor donde se realiza las etapas de admisión,
compresión, combustión y escape
DEPO: Dación Estación Principal Oeste
DEPE: Dación Estación Principal Este
ECM: Electronic Control Module
Gas Lift: Proceso mediante el cual se inyecta gas a alta presión a través del
espacio anular o el tubing de una tubería, para alivianar la columna de petróleo y
hacerlo llegar hasta la superficie. Este procedimiento se suele aplicar antes de que
la producción natural de crudo cese completamente.
MMPCGD: Millones de pies cúbicos de gas por día.
MPX: Maintenance Preventive Mantec
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SOM 245: Servicio de Operaciones y Mantenimiento 245
Tren de compresión: total de unidades motocompresoras de gas natural de una
planta que comparten la misma línea de gas de proceso.
Wastegate: válvula de alivio de los gases de escape producto de la combustión en
el motor.
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