Análisis de criticidad y formulación de un plan de mantenimiento

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Decanato de Estudios de Postgrado
Especialización en Diseño y Mantenimiento Industrial
ANÁLISIS DE CRITICIDAD Y FORMULACIÓN DE UN PLAN DE
MANTENIMIENTO RUTINARIO PARA LOS MOLINOS DE BOLAS
Trabajo Especial de Grado presentado a la Universidad Simón Bolívar por:
Ing. Filermo Alexander Tovar Gutiérrez
Como requisito parcial para optar al título de
Especialista en Diseño y Mantenimiento Industrial
Realizado con la tutoría de:
Prof. Leonardo Contreras
Ing. Cesar Viamonte
Mayo, 2007
ii
A Dios Todopoderoso por darme
salud, voluntad y estar siempre con
migo.
A mis padres Filermo y Marisol por
haberme
formación
dado
la
base
personal
y
de
mi
haberme
enseñado las herramientas necesarias
para cumplir mis metas.
A mi hijo Filermo Eduardo y a mi
esposa Yenni por ser la plataforma de
mis metas trazadas.
iii
AGRADECIMIENTOS
Al Ing. Leonardo Contreras, por la ayuda y asesoría en la realización de este trabajo.
Al Ing. Cesar Viamonte, por el apoyo y colaboración en relación con este trabajo.
A la Gerencia de Mantenimiento por brindarme la oportunidad de realizar estos estudios de
postgrados a través de CVG Venalum.
A la Universidad Simón Bolívar, ilustre casa de estudios.
A todos los profesores que durante mis estudios de postgrado me ayudaron a crecer personal y
profesionalmente compartiendo todos sus conocimientos y experiencias.
A todas las demás personas que de alguna manera contribuyeron a la realización de este
trabajo.
A todos muchas gracias.
iv
RESUMEN
La planta de Molienda y Compactación de CVG Venalum, con la finalidad de
conservar en óptimas condiciones el funcionamiento de sus equipos, tiene establecidos 4 tipos
de mantenimiento, rutina, programado, preventivo y correctivo. Como consecuencia de la
contaminación ambiental que se genera durante el proceso productivo de esta planta, los
equipos operan en un ambiente riguroso y es necesario mejorar el mantenimiento empleado
con la finalidad de disminuir la frecuencia de fallas de los equipos. El objetivo fundamental
de este trabajo es mejorar el mantenimiento rutinario actual aplicado a los molinos de bolas de
la planta de Molienda y Compactación. A través de un análisis de criticidad y la aplicación de
un AMEF, se evaluaran las fallas presentadas por los componentes mecánicos, eléctricos,
hidráulicos e instrumentación de los molinos de bolas, se identificaran los modos de fallas
potenciales y las causas asociadas al funcionamiento, diseño de componentes, al
mantenimiento y el ambiente. Este estudio ha de implantar las acciones de mantenimiento
rutinario, que podrán eliminar o reducir la oportunidad de ocurrencia de fallas potenciales, de
este modo aumentar la disponibilidad de los equipos, asegurando la producción de material
fino de coque utilizado en la fabricación de los ánodos verdes del área de Molienda y
Compactación.
Palabras claves: Análisis, criticidad, falla, AMEF, mantenimiento.
v
ÍNDICE
APROBACIÓN DEL JURADO
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTOS
RESUMEN
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABLAS
LISTA DE SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I: EL PROBLEMA
1.1. Antecedentes
1.2. Justificación
1.3. Planteamiento del Problema
1.4. Objetivo General
1.5. Objetivos Específicos
1.6. Metodología
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1. SIMA
2.2. Funciones del sistema Sima
2.2.1. Módulo de datos básicos
2.2.2. Módulo de Planificación
2.2.3. Módulo de ejecución
2.2.4. Módulo contra equipos de medición
2.2.5. Módulo Interfases
2.3. Ubicación técnica de los equipos en planta
2.4. Mantenimiento
2.5. Tipos de Mantenimiento aplicados en CVG Venalum
2.5.1 Mantenimiento correctivo Tipo 1
2.5.2 Mantenimiento programado Tipo 2
2.5.3 Mantenimiento preventivo Tipo 3
2.5.4 Mantenimiento Rutinario Tipo 4
2.6. Plan de Mantenimiento
2.7. Análisis de criticidad
2.8. Análisis de Modos Efectos de fallas potenciales (AMEF)
2.9. Beneficios de AMEF
i
ii
iii
iv
vii
viii
ix
1
3
4
10
11
11
11
12
13
13
13
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14
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15
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17
17
17
17
18
18
18
21
22
vi
2.10. Identificación de funciones y fallas
2.11. Efectos de falla
2.12. Ocurrencia
2.13. Severidad
2.14. Detección
2.15. Causa de Modo y efecto de falla
CAPÍTULO III: APLICACIÓN DE TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE FALLAS
PARA LOS EQUIPOS DE LOS MOLINOS DE BOLAS
3.1. Aplicación del análisis de criticidad de los componentes de los molinos de bolas
3.1.1. Desarrollo del análisis de criticidad
3.1.2. Resultados del análisis de criticidad
3.2. Aplicación del análisis de modos y efectos de fallas de los equipos seleccionados
3.2.1. Criterios asumidos
3.2.2. Análisis de resultados del AMEF
CAPÍTULO IV: SUSTITUCIÓN DE MOTORES 276 KW Y REDISEÑO DE
SOPORTES EJE DE ACCIONAMIENTO DE LOS MOLINOS DE BOLAS
4.1. Sustitución de motores C24 276 Kw de los molinos de bolas
4.2. Rediseño del soporte del eje Piñón
CAPÍTULO V: FORMULACIÓN DE LOS PLANES DE MANTENIMIENTO
RUTINARIO
5.1 Plan de mantenimiento rutinario para el grupo de equipos molinos de bolas
CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. Conclusiones
6.2. Recomendaciones
BIBLIOGRAFÍA
ANEXO A
ANEXO B
ANEXO C
23
23
24
25
26
26
27
28
29
31
31
40
42
43
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49
50
52
53
56
58
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Localización Geográfica de la Empresa CVG Venalum
4
Figura 1.2. Proceso Productivo de CVG Venalum
5
Figura 1.3. Flujograma del proceso de Planta de Molienda y Compactación
8
Figura 1.4. Flujograma del proceso de molienda de polvo de coque
9
Figura 1.5. Molino de Bolas
10
Figura 2.1. Identificación de áreas de planta
15
Figura 2.2 Identificación de una posición técnica de un equipo en CVG Venalum
16
Figura 3.1. Diagrama de barras, zonas que caracterizan el análisis de criticidad
30
Figura 3.2. Diagrama de pareto del AMEF de los molinos de bolas
39
Figura 4.1. Motor de accionamiento de 315 Kw nuevo de los molinos de bolas.
43
Figura 4.2. Soporte de cojinetes actuales del eje de accionamiento de los molinos de
bolas.
44
Figura 4.3.Soportes con rodamiento oscilantes de rodillos propuestos.
44
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Criterio de evaluación sugerido y sistema de clasificación para la ocurrencia de
los modos de las fallas “o”
24
Tabla 2.2. Criterio de evaluación y clasificación de la severidad de los efectos “S”.
25
Tabla 2.3. Criterio de evaluación sugerido y sistema de clasificación para la detección
de una causa de falla “D”.
26
Tabla 3.1. Equipos que conforman el sub-sistema molino de bolas nº 2
27
Tabla 3.2. Historial de fallas, tiempo para reparar, tiempo promedio para reparar,
numero de fallas y costo de reparación por bloques para el periodo enero-diciembre .
2006.
28
Tabla 3.3. Criterios de evaluación
29
Tabla 3.4. Resultados del análisis de criticidad
30
Tabla 3.5. Equipos críticos del sub-sistema molino de bolas nº 2
31
Tabla 3.6. AMEF del alimentador rotativo (20-11-7-2) del molino de bolas nº2
33
Tabla 3.7. AMEF Hidráulica C23 de lubricación de elevación de cojinete A(20-11-7-9)
del molino de bolas Nº2.
34
Tabla 3.8. AMEF Motor C23, 4 Kw para la bomba hidráulica de lubricación
cojinete B (20-11-7-10) del molino de bolas Nº2.
35
Tabla 3.9. AMEF Arrancador C24, 1 de 750 Voltios (20-11-7-12) para el motor C24
del molino de bolas Nº2.
36
Tabla 3.10. AMEF Motor C24, 2 315 Kw (20-11-7-13) del molino de bolas Nº2.
36
Tabla 3.11. AMEF Reductor de engranajes rectos SN/C24, 3 (20-11-7-14) del molino
de bolas Nº2.
37
Tabla 3.12. AMEF Molino de bolas Nº2 C24 diámetro 2,4x4,6m (20-11-7-15)
38
Tabla 3.13. Clasificación de fallas según umbrales de aceptación.
39
Tabla 3.14. Modos de fallas con mayor riesgo de los molinos de bolas
40
Tabla 4.1. Características técnicas Motor modelo viejo 276 Kw.
42
Tabla 4.2. Datos técnicos del motor modelo nuevo 315 Kw.
42
Tabla 4.3. Características técnicas de la chumacera propuesta.
45
Tabla 5.1. Mantenimiento rutinario para motores eléctricos de los molinos de bolas
(20-11-7-13.
46
Tabla 5.2. Plan de mantenimiento rutinario para soportes del eje de accionamiento (2011-7-15)
49
Tabla 5.3. Plan de mantenimiento rutinario para el sistema piñón-corona molinos de
bolas (20-11-7-15).
49
Tabla 5.4. Plan de mantenimiento rutinario para caja reductora molinos de bolas (2011-7-14).
48
ix
LISTADO DE SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
Símbolo / Abreviatura.
AMEF: Análisis de modos y efectos de fallas.
SIMA: Sistema integral de mantenimiento.
mm: milímetro.
CVG: Corporación Venezolana de Guayana.
VENALUM: Venezolana de Aluminio.
Warehouse: Data estadistica del sistema.
IPR: Índice de prioridad de riesgo.
ODT: Orden de trabajo.
O: Ocurrencia.
S: Severidad.
D: Detección.
TPR: Tiempo para reparar.
TTPR: Tiempo promedio para repara.
Kw: Kilowatios.
Kg: Kilogramo.
INTRODUCCIÓN
Una de las competencias que hace más rentable a una empresa es el mantenimiento. El
servicio de mantenimiento que se le da a una planta industrial debe estar alineado con las
necesidades y requerimientos de la misma; es decir, en la medida que se preste un servicio de
mantenimiento adecuado, en el cual las máquinas tengan un funcionamiento óptimo, se
incrementará la disponibilidad y efectividad de los equipos, disminuyendo las fallas y
reduciendo los costos, originando un incremento en la productividad de la planta y por
consecuencia su rentabilidad.
El objeto de toda política de mantenimiento es el de mantener las instalaciones y equipos
en óptimas condiciones de operación, teniendo en cuenta las normas de seguridad y protección
ambiental, con una política de costo que permita la optimización de la función mantenimiento.
En la empresa CVG Venalum la Gerencia de Mantenimiento Industrial es la unidad que
tiene como misión conservar en óptimas condiciones el funcionamiento de las máquinas e
instalaciones de la planta. Para lograr estos objetivos ha establecido como prácticas los
mantenimientos de rutina, programados y preventivos, estos son aplicados de acuerdo a los
requerimientos de la planta y los análisis y recomendaciones establecidos por los fabricantes de
los equipos.
Mediante la aplicación de un buen servicio de conservación de los equipos, la Gerencia
de Mantenimiento busca reducir al mínimo las interrupciones de las operaciones por causa de
fallas imprevistas en las instalaciones y equipos, al mismo tiempo hacer más eficaz el empleo de
dichos elementos y el recurso humano, a efecto de conseguir los mejores resultados con el menor
costo posible, garantizando los planes productivos trazados por la empresa en el tiempo
establecido.
Actualmente en la planta de Molienda y Compactación de CVG Venalum se aplica en
todos sus equipos y sistemas un mantenimiento rutinario con una frecuencia mensual, sin
considerar su criticidad, riesgo, efecto en la calidad, grado de dificultad para conseguir los
repuestos y los factores ambientales, este mantenimiento contempla inspección, prueba y ajuste,
lubricación y limpieza de los equipos.
2
Bajo este precepto y debido a la frecuencia de fallas que presentan los molinos de bolas
del grupo “C” de la planta de Molienda y Compactación, se decidió realizar un estudio con el
objetivo de formular un plan de mantenimiento rutinario que se adapte las necesidades
operativas de los equipos y que permita normalizar el funcionamiento de los molinos de bolas.
La normalización del sistema pretende lograr que los equipos posean un comportamiento
regular desde el punto de vista estadístico para poder establecer un plan de mantenimiento
rutinario eficaz.
Para ello fue necesario establecer las bases teóricas que se utilizaron para realizar el
estudio. En ella se plantearon los conceptos, definiciones, indicadores y criterios de
mantenimiento establecidos por la empresa aplicada actualmente a estos equipos, así como la
frecuencia de ejecución.
Siguiendo la metodología de análisis, se recopiló de la “data warehouse” la estadística de
fallas de los molinos de bolas año 2006 para poder realizar el cálculo de los tiempos entre fallas,
tiempo promedio para reparar, de este modo realizar el análisis de criticidad para seleccionar los
equipos críticos de los molinos de bolas, para luego a través del análisis de modos y efectos de
fallas (AMEF), determinar los modos de fallas con mayor índice de probabilidad de riesgo (IPR),
para discriminar las fallas potenciales de los equipos.
Realizando el análisis de criticidad y determinado las fallas potenciales, uno de los
resultados obtenidos, fue la realización del rediseño de los soportes del eje de accionamiento de
los molinos de bolas y se ejecuto seguimiento del cambio de los motores de accionamiento de los
molinos, por ser estos equipos los que generan mayor índice de fallas y riesgos, luego se formuló
el plan de mantenimiento rutinario adaptado a las condiciones requeridas por los equipos, afín de
incrementar la prevención, detección y corrección de los problemas que presenta actualmente
este sistema, al mismo tiempo mejorar los indicadores actuales de mantenimiento.
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
A continuación se presenta los antecedentes, el planteamiento del problema y los
objetivos a abordar en el siguiente trabajo.
1.1. Antecedentes.
La Industria Venezolana de Aluminio C.A. (CVG Venalum) se constituyó legalmente
el 29 de agosto de 1.973, con el objetivo fundamental de producir aluminio primario en sus
diversas formas para la venta, tanto en el ámbito nacional como internacional.
Originalmente CVG Venalum fue creada con dos líneas de producción con una
capacidad instalada de 150.000 toneladas de aluminio primario, la construcción, tecnología del
personal y asistencia técnica para el arranque fue suministrada por la compañía japonesa
SHOWA DENCO.
En la actualidad cuenta con tres complejos de celdas denominados: Complejo I,
Complejo II y V Línea, con una capacidad de producción de 430.000 t anuales de aluminio.
Los complejos I y II están constituidos por celdas P-19 de tecnología Americana Reynolds,
actualmente en la etapa de modernización; mientras que V línea posee tanto celdas de
Tecnología Noruega Hydro-Aluminium como las primeras cinco celdas experimentales de
tecnología venezolana V-350.
Los complejos I y II poseen dos líneas cada uno con 180 celdas por línea y V línea
tiene una línea de reducción con 180 celdas electrolíticas para un total de 900 celdas (más las
cinco celdas V-350).
La empresa CVG Venalum se encuentra ubicada en el estado Bolívar (figura 1.1), en la
zona industrial Matanzas de Ciudad Guayana, fue creada por decreto presidencial el 2 de Julio
de 1961 mediante la fusión de Puerto Ordaz y San Félix. Todos estos privilegios y virtudes
4
existentes en la región de Guayana, determinan su notable independencia en materia de
insumos y un alto grado de integración vertical en el proceso de producción de aluminio.
Figura 1.1 Localización geográfica de la empresa CVG Venalum.
En CVG Venalum distinguen cinco áreas básicas productivas, las cuales se describen a
continuación.
Carbón, se encarga de la manufactura de los ánodos precocidos que se utilizan como
electrodo positivo en el proceso de reducción electrolítica “Hall-Héroult” empleado por la
empresa para la producción de aluminio. Los ánodos están formados por una mezcla de coque
de petróleo y brea de alquitrán, siendo utilizado este último como aglutinante. [1]
Reducción, comprende 5 líneas de celdas, para un total de 900 celdas, 720 tecnologías
Reynolds y 180 de tecnología Hydro Aluminium. Adicionalmente hay 5 celdas de tipo V-350.
La capacidad nominal de la planta es 430.000 toneladas anuales. Las celdas electrolíticas están
controladas y supervisadas por un sistema computarizado, que controla el voltaje, los
rompecostras, la alimentación de alúmina y el estado general de la celda. [1]
Colada, El aluminio líquido obtenido en las salas de celdas es trasegado y transferido
en crisoles a la sala de colada, donde se elaboran los productos semielaborados. El aluminio
líquido se vierte en los hornos de retención para la preparación de las diferentes aleaciones y
luego colarlos en forma de pailas, lingotes y cilindros. [1]
Fuentes de suministros, La alúmina, principal materia prima para la producción de
aluminio, se produce en la empresa CVG Bauxilum e ingresa a planta a través de un sistema
5
de bandas transportadoras. La energía eléctrica utilizada en el proceso se genera en la represa
Raúl Leoni. Los ánodos son fabricados en el área de carbón y los aditivos utilizados en el
proceso son producidos por diferentes empresas internacionales. [1]
La secuencia del proceso productivo en las diferentes áreas de CVG Venalum se
desarrollan y enlazan dando como resultado los diferentes productos como se muestra en la
figura 1.2.
Figura 1.2 Proceso productivo de CVG Venalum.
6
La planta de Molienda y Compactación del área de Carbón, se encarga de la fabricación
de los ánodos verdes, esta tiene una capacidad de 430.000 tn/año. La materia prima para
producir ánodos verdes son: coque de petróleo calcinado, brea de alquitrán, cabos y desecho
verde. Para confeccionar los ánodos se realizan los siguientes pasos.
•
Transporte, molienda, cernido y almacenaje de materias primas, se requiere de estos
pasos para cumplir con la granulometría que asegure la composición adecuada para la
producción de ánodos.
•
Distribución, ésta se realiza pesando 3100 kg. de la materia prima almacenadas en
proporciones previamente establecidas, para luego ser pasadas al procesos de
mezclado.
•
Mezclado, la materia prima es mezclada por un periodo entre 35 y 40 minutos,
dependiendo de la humedad de la misma y de acuerdo a la curva de calentamiento,
hasta alcanzar una temperatura entre 150 – 160 °C para conformar la pasta anódica.
•
Compactación, la pasta anódica es compactada a través de tres vibrocompactadoras,
denominadas vaivén 1, vaivén 2 y giratoria. Del proceso de vibrocompactación
resultan los ánodos verdes que pasan al proceso de cocción para ser posteriormente
utilizados en las celdas como electrodos.
La planta de Molienda y Compactación ésta conformada por los siguientes grupos de
equipos.
•
Grupo A, se encarga de recibir el coque de petróleo calcinado, clasificándolo en
diferentes fracciones y su almacenamiento.
•
El grupo B, se encarga del transporte de la fracción fina (> 0,83 mm) hacia los silos de
almacenamiento de los molinos de bolas.
•
El grupo C, se encarga de la molienda, transporte de la fracción (>0,074 mm) y
almacenamiento en los silos de polvo de coque.
•
El grupo D, se encarga del transporte y almacenamiento de la fracción gruesa (4,8 – 15
mm).
7
•
Grupo E, se encarga del transporte y almacenamiento de la fracción media (0,83– 4,8
mm).
•
Grupo F, se encarga del transporte y almacenamiento de la fracción fina provenientes
de los molinos de bolas.
•
Grupo G, se encarga del transporte y almacenamiento de la brea de alquitrán.
•
Grupo H, se encarga de la trituración, transporte, clasificación y almacenamiento de los
cabos y desechos verdes.
•
Grupo K: se encarga del mezclado y pesaje de los componentes de la mezcla anódica.
•
Grupo M, se encarga de la descarga, transporte, pesaje y compactado de la pasta
anódica.
•
Grupo N, se encarga de la recolección de polvo de los grupos H, B, C, D y E.
•
Grupo P, es el encargado de la transferencia de calor en el HTM.
•
Grupo R, se encarga del proceso de recolección y tratamiento de los gases provenientes
del grupo M.
•
Grupo S, se encarga de la succión del polvo del ambiente, disminuyendo los niveles de
contaminación ambiental.
•
Grupo T, se encarga del sistema de aireación.
•
Grupo Q, distribuye y trata el agua de enfriamiento del grupo R y las torres de
enfriamiento de ánodos separando las partículas sólidas, de esta manera disminuir la
contaminación ambiental generada pos la planta.
La planta de Molienda y Compactación tiene una capacidad de producción instalada de
1200 ánodos verdes diarios, con la cual abastece la demanda exigida por celdas de 905 ánodos
diarios.
La secuencia de molienda, selección, almacenamiento y conformado de ánodos verdes
de la planta de Molienda y Compactación se realiza como se muestra en el flujograma del
proceso de la figura 1.3.
8
Colector
(B, D, E, H, K)
Sistema
Transferencia
de Calor
Extracción
Gases de
Brea
Grupo N
Grupo P
Grupo R
Fino
Grupo B
Grupo F
C.T.=30 t/h
C.T.=30 t/h
C.T.=60 t/h
Grupo A
Grupo M
C.T.= 70 t/h
Grupo E
C.T.=25 t/h
Grupo Q
Vibroc.
Giratoria
Transporte, molienda y fundición de brea
C.T.=40 Ánodos/h
Brea de
Alquitrán
Sólida
C.T. Fusión = 15 t/h
Grupo G
Transporte y molienda de brea
C.T.= 20 t/h
Desecho Verde
B
A
L
A
N
Z
A
Transportadores de
Pasta Anódica
Mezcladoras
C.T.=20 Ánodos/h
C.T.=68.3 t/h
Vibroc.
Vaivén 2
C.T.= 40 t/h
Desecho
verde
Cabos
Vibroc.
Vaivén 1
**
C.T.= 80 Ánodos/h
Medio
Túnel de Enfriamiento
Coque de
Petróleo
Calcinado
Grupo
G
Grupo
rupo C
C
C.T.=20 Ánodos/h
Cabo Grueso
Grupo H
Grupo D
C.T.= 15 t/h
C.T.= 60 t/h
Cabo Medio + Fino
**
T Teórico = 0,68 ºC/min.
C.T.= 20 t/h
Grupo K
C.T. = Capacidad Teórica
Almacén
de
Ánodos
Figura 1.3 Flujograma del proceso de planta de Molienda y Compactación.
El grupo C de la planta de Molienda y Compactación se muestra en la figura 1.4, este
sistema es el encargado de suministrar el polvo de coque para el conformado de los ánodos
verdes, para ello cuenta con tres molinos de bolas con una capacidad instalada de 30 t/h (10
t/h cada uno), el fino de coque de petróleo es suministrado a través de un alimentador de plato
al molino donde tiene lugar la molienda, el material polvoriento obtenido durante el proceso
de molienda va a un clasificador de viento donde se separan los finos (>0,074 mm), mientras
los grueso son recirculados al molino, los finos van a una colector de polvo donde son
separados de la corrientes de aire por un colector de polvo de mangas filtrantes,
posteriormente es almacenado en los silos de polvo de coque.
9
GRUPO B
C 30
A ire A m b ie n te
L114
C 8 .8 4 .2
H C 27
C25
D IS C O
A L IM E N T A D O R
C 8 .8 3 .2
C 8 .5 .2
C 8 .8 5 .2
C L A S IF IC A D O R
D E V IE N T O
C 22
C IC L O N
SEPARADOR
C 28
H C 26
C 8 .6 .2
C32
C T 1 0 t/h
C 24
SEPARADOR
M A G N E T IC O
C 33
M O L IN O N ° 2
M IC R O F O N O
GRUPO B
C 10
A ire A m b ie n te
L112
C 8 .8 4 .1
HC7
C5
C 8 .8 3 .1
C 8 .5 .1
C 8 .8 5 .1
C8
HC6
C 8 .6 .1
C2
C 12
C T 1 0 t/h
C4
C 13
M O L IN O N ° 1
GRUPO B
C50
L601
A ire A m b ie n te
C34
GRUPO F
C 8 .8 4 .3
H C 47
C48
C 45
C 8 .8 5 .3 C 8 .5 .3
C 8 .8 3 .3
Z630
L213
65 t
C 8 .6 .3
L209
65 t
C 42
L201
65 t
L205
65 t
N E U M A T IC O 2
C44
C 53
M O L IN O N ° 3
C 64
BALANZAS
GRUPO K
C T 1 0 t/h
BALANZAS
GRUPO K
N E U M A T IC O 1
C52
Figura 1.4 Flujograma del proceso de molienda de coque.
Los molinos de bolas están conformados por un alimentador rotativo de plato, con una
capacidad de dosificación de 10t/hr; un molino tubular de 2,4 mts de diámetro, constituye el
recinto de molienda donde se aloja el blindaje (placas de trituración), los cuerpos de molienda
(bolas de acero de 10 centímetros de diámetro) y el material a moler, con testeros de fundición
en ambos extremos; corona dentada, eje piñón, caja reductora, acople y motor eléctrico de
accionamiento del molino.
Los molinos de bolas funcionan de la siguiente manera, un motor de velocidad variable
acciona la caja reductora, la cual transmite la potencia que mueve el piñón haciendo girar el
molino a través de la corona dentada, el molino de bolas previamente cargado, al girar eleva
las bolas el material haciéndolas impactar entre si y a su vez contra el blindaje del molino
triturando el material de coque, en la figura 1.5 se muestra un esquema de los componentes del
los molinos.
10
ENTRADA
DE AIRE
CARGA DE
MATERIAL
SALIDA DE
MATERIAL
CORONA
ACOPLE
MO LINO DE BOLAS
SOPORTES
MO TOR
ELÉCTRICO
PIÑÓN
CAJA
REDUCTO RA
Figura 1.5 Molino de bolas.
Los molinos de bolas son maquinas muy robustas de gran importancia para la planta de
Molienda y compactación, las condiciones operativas del proceso son muy rigurosa y hacen
que la máquina sea un equipo crítico para la planta el cual requiere de un mantenimiento
rutinario adecuado al ambiente de trabajo.
1.2. Justificación.
Debido a la criticidad de los molinos de bolas dentro del proceso de fabricación de los
ánodos verdes en el área de Molienda y Compactación y debido a la alta rata de fallas
presentadas en el período (01/01/06 – 31/12/06), molino n°1 (71 fallas, 654.86 horas, costos de
mantenimiento 45.999.357,00 Bs), molino n°2 (97 fallas, 800.84 horas, costos de
mantenimiento 50.257.214,2) y molino n°3 (79 fallas, 820.32 horas, costos de mantenimiento
75.035.633,80), es necesario realizar un estudio donde se puedan determinar los problemas
que presentan estos molinos, con el objeto formular un plan de mantenimiento que se adapte a
11
los requerimientos de los equipos y el ambiente riguroso de trabajo, con la finalidad de
disminuir la frecuencia de fallas, los tiempos de paradas por mantenimiento y la adecuación de
los componentes, para garantizar en oportunidad, calidad y cantidad, el material fino al
proceso de fabricación de ánodos verdes.
1.3. Planteamiento del problema.
Actualmente los equipos que conforman los molinos de bolas presentan una alta
frecuencia de fallas, que han generado retrasos en la producción de polvo de coque en la
planta de Molienda y Compactación, esta dificultá ha generado la necesidad de formular un
plan mantenimiento rutinario adaptado a las condiciones de operación de los equipos, que
permita prevenir las fallas para mejorar la operatividad del sistema.
1.4. Objetivo general.
A través del análisis de criticidad de los equipos que conforman los molinos de bolas,
formular un plan de mantenimiento rutinario, adaptado a las condiciones ambientales del área
y las necesidades operativas de la empresa.
1.5. Objetivos específicos.
•
Especificar y describir el funcionamiento de los equipos que conforman los molinos de
bolas.
•
Elaborar historial de las fallas de los equipos, con los tiempos promedios para reparar y
los costos asociados al mantenimiento correctivo de los equipos de los molinos de
bolas en el período enero - diciembre 2006.
•
Elaborar el análisis de criticidad de los equipos que conforman los molinos de bolas.
•
Reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas asociadas con el
diseño, el ambiente y el mantenimiento, mediante la aplicación del análisis de modos y
efectos de fallas (AMEF).
•
Determinar las acciones del plan de mantenimiento rutinario de los equipos que
presenten mayor índice de probabilidad de riesgo.
12
•
Elaborar formato de chequeo de los equipos indicando las actividades del plan de
mantenimiento rutinario a ejecutar y la frecuencia de inspección requerida.
1.6. Metodología.
Basado en el planteamiento anterior los pasos a seguir para la realización del proyecto
son los siguientes:
•
Revisión de manuales, prácticas de mantenimiento, catálogos del fabricante, listado de
repuestos codificados, especificaciones técnicas y base de datos de las fallas, de los
diferentes componentes de los molinos de bolas.
•
Inspección en sitio de los componentes y operación de los molinos de bolas.
•
Evaluación de la base de datos, número de fallas, tiempo entre fallas.
•
Aplicación de los análisis de criticidad y modos y efectos de fallas.
•
Análisis de los resultados.
•
Conclusiones y recomendaciones.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
A continuación se presentan las definiciones genérales de los términos técnicos
involucrados en el desarrollo de este estudio. Dichos aspectos giran en torno al levantamiento
de artificios y teoría de mantenimiento.
2.1 SIMA.
Es una herramienta para el manejo de la gestión del mantenimiento industrial en CVG
Venalum, que cuenta con las siguientes características: sencilla de utilizar, multi-usuaria, de
fácil navegabilidad entre pantallas y de gran ayuda para el manejo de los mantenimientos de
cada unas de las áreas. Su información actualizada, facilita la toma de decisiones sobre los
mantenimientos que se realizan en planta. [11]
Este sistema integral de mantenimiento del aluminio “SIMA” proporciona la
información necesaria para la planificación, programación, ejecución, análisis y evaluación de
los diferentes tipos de mantenimiento (preventivo, programado, correctivo y rutinario),
permitiendo gerenciar el mantenimiento de la planta de manera más fácil, eficiente y
económica.
2.2 Funciones del sistema “SIMA”.
En este sistema se realizan las funciones de planificación, control, ejecución y programación
de las actividades de mantenimiento en CVG Venalum.
2.2.1
Módulo datos básicos.
Módulo de administración el cual contiene la base de datos para el desarrollo de las
mallas operacionales de los sistemas, catálogos de elementos, maestros de equipos, actividades
de mantenimiento preventivos, rutinarios, programados y de rutina, incluyendo la mano de
obra, equipos de apoyo, pool de recursos y prácticas operativas. Así mismo la tipificación y
14
motivos de las fallas que ocurren en los diferentes procesos durante el mantenimiento, y el
tiempo de aplicación. [11]
2.2.2
Módulo de planificación.
Módulo donde se planifica y programa el mantenimiento de los equipos industriales de
planta, garantizando su funcionamiento, por medio de la generación de planes de
mantenimiento, considerando los recursos humanos, materiales, servicios externos requeridos
y el costo asociado.
En este módulo se registra, mantiene y procesa la información del mantenimiento
preventivo, rutinario y programado en planta, a través de una solicitud trabajo generada por el
usuario, dicha solicitud puede ser rechazada o pre – planificada por el planificador y a su vez
modificada, cancelada o aprobada por el usuario según sea el caso. Después de ser aprobada
por el usuario pasa a ser una orden de trabajo que permite recopilar toda la información
necesaria para pre – programar y programar la orden para la ejecución del mantenimiento y
finalmente ser retroalimentada a fin de cerrarla. [11]
2.2.3
Módulo ejecución.
Módulo donde se controla la ejecución de los planes y programas de mantenimientos
establecidos para garantizar la operatividad de los equipos industriales, optimizar su vida útil y
disminuir su intervención por mantenimiento correctivo. También se genera la orden de
trabajo (ODT) para un mantenimiento correctivo, obteniendo la información requerida a
través del diagnóstico y determinación de la magnitud de la falla presentada. Las ordenes de
trabajo (ODT) que han sido ejecutadas son retroalimentadas y cerradas en este módulo.
Este módulo también proporciona otras pantallas donde el supervisor de turno puede
llevar un control de asistencia del personal a su cargo, registrar las tareas que se van a hacer en
el turno y generar reportes asociados a los mismos. Además de consultar las fallas ocurridas
por tipo, turno, motivo, área, entre otros. [11]
15
2.2.4
Módulo control equipos medición.
Módulo donde se garantiza la operatividad de los equipos de medición de la empresa
mediante una adecuada planificación y ejecución de los planes y programas de mantenimiento,
verificación y calibración, a través de la inspección y prueba de los equipos que han sido
intervenidos, así como un registro y control de los mantenimiento, verificaciones y
calibraciones ejecutadas. [11]
2.2.5
Módulo interfases.
Módulo por medio de la cual se interrelaciona el sistema integral de mantenimiento
del aluminio “SIMA” con el sistema SAP, para permitir consultar la existencia y gestión de
compras de los materiales necesarios para el mantenimiento. También permite reservar el
material de una orden de trabajo, conocer el costo estándar relacionado a un centro de costo y
todo lo referente a la sala técnica que es la encargada de la custodia de planos y manuales. [11]
2.3 Ubicación técnica de los equipos en planta.
Para la ubicación técnica de los equipos en planta, se designa un área que muestra la
distribución de las partes físicas de la empresa, como se puede observar en la figura 2.1.
Complejo I
Area 10
Servicios Industriales
Área 01
Complejo II
Area 11
Talleres
Área 31
Figura 2.1 Identificación de áreas de planta.
16
Posteriormente se enumera el sistema o conjunto de elementos relacionados entre si
que permiten lograr un objetivo. Está constituida por una serie de subsistemas bajo un
esquema definido, con el objetivo de realizar una función específica, es decir, una agrupación
de métodos y procedimientos integrales para formar un ente organizado. [11]
La posición técnica de un equipo es un código conformado por una serie de números
que indican la ubicación técnica de un equipo, según su área, sistema, subsistema y bloque,
por ejemplo la posición técnica del molino de bolas N°2 C24 diámetro 2,4 x 4,6 m es (20-117-15 ), como se muestra en la figura 2.2. [11]
P. Tec: 20 - 11 - 7 - 15
Bloque o equipo: Molino de bolas N°2.
Subsistema: Grupo C molinos de bolas.
Sistema: Molienda y compactación.
Área: Carbón.
Figura 2.2 Identificación de una posición técnica de un equipo en CVG Venalum.
2.4 Mantenimiento.
Mantenimiento es el conjunto de actividades que se realizan en un componente equipo
o sistema para asegurar que continué desempeñando las funciones que se esperaban de él,
dentro de su contexto operacional. El objetivo fundamental del mantenimiento, es preservar
la función y la operabilidad, optimizar el rendimiento y aumentar la vida útil de los activos
procurando una inversión óptima de los recursos. [9]
2.5 Tipos de mantenimientos aplicados en CVG Venalum.
En CVG Venalum se aplican básicamente cinco tipos de mantenimiento:
mantenimiento
correctivo,
mantenimiento
programado,
mantenimiento
preventivo,
mantenimiento rutinario y el mantenimiento predictivo el cual esta en proceso de inclusión
como un quinto tipo de mantenimiento pero es aplicado en la empresa desde el año 2000. [4]
17
2.6.1 Mantenimiento correctivo tipo 1.
Es el que se efectúa a los equipos e instalaciones de la planta una vez ocurrida una
falla, siempre y cuando afecte la seguridad del personal o provoque pérdidas de producción.
2.6.2 Mantenimiento programado tipo 2.
Es el que se efectúa a los equipos e instalaciones de la planta una vez detectados
parámetros fuera de especificaciones y puede ser ejecutado en un tiempo determinado.
2.6.3 Mantenimiento preventivo tipo 3.
Es el que se efectúa a los equipos e instalaciones de la planta sujetos a desgaste con el
propósito de darle un período de vida útil nueva.
El problema crucial del mantenimiento preventivo es poder determinar el momento
oportuno y conveniente para efectuar el cambio o la reparación del componente. Esto no debe
ser muy prematuro ya que no se aprovecha la vida útil del equipo, tampoco debe ser muy
tarde porque se puede transformar en una acción correctiva. La determinación de este punto se
puede hacer estadísticamente en caso de que el mantenimiento cuente con suficiente
información o bien a través de un sistema de inspecciones continuas, o combinando ambos
métodos.
2.6.4 Mantenimiento rutinario tipo 4.
Es el que aplicado en forma periódica mantiene o alarga la vida útil del equipo e
instalaciones de la planta y se divide en cuatro grandes aspectos: inspección, prueba y ajuste,
limpieza y lubricación.
2.6.4 Mantenimiento predictivo tipo 5.
Permite analizar las condiciones operativas de los equipos y generar acciones
correctivas o preventivas. Se realiza periódicamente de acuerdo a los requerimientos de los
equipos.
18
2.7 Plan de mantenimiento.
Es el conjunto de actividades o trabajos de mantenimientos planeados y rutinarios,
establecidos para verificar la realización de un mantenimiento que garantice la confiabilidad
de los equipos para así, lograr aumentar su disponibilidad y prolongar su vida útil. [9]
2.8 Análisis de criticidad.
El análisis de criticidad es una de las metodologías que permite establecer la
jerarquía o prioridades de procesos, sistemas y equipos creando una estructura que facilita la
toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionando el esfuerzo y los recursos en áreas
donde sea más importante y/o necesario mejorar la confiabilidad operacional, basado en la
realidad actual. Desde el punto de vista matemático la criticidad se puede expresar como:
Criticidad = frecuencia x consecuencia
(2.1)
En la ecuación 1, la frecuencia está asociada al número de eventos o fallas que
presenta el sistema o proceso evaluado y, la consecuencia está referida con: el impacto y
flexibilidad operacional, los costos de reparación y los impactos en seguridad y ambiente. En
función de lo antes expuesto se establecen como criterios fundamentales para realizar un
análisis de criticidad los siguientes:
•
Seguridad.
•
Medio Ambiente.
•
Producción.
•
Costos (operacionales y de mantenimiento).
•
Tiempo promedio para reparar.
Para la selección del método de evaluación se toman criterios de ingeniería, factores de
ponderación y cuantificación. Para la aplicación de un procedimiento definido se trata del
cumplimiento de la guía de aplicación que se haya diseñado. Por último, la lista jerarquizada
es el producto que se obtiene del análisis. [6]
Emprender un análisis de criticidad tiene su máxima aplicabilidad cuando se han
identificado al menos una de las siguientes necesidades:
19
•
Fijar prioridades en sistemas complejos.
•
Administrar recursos escasos.
•
Crear valor.
•
Determinar impacto en el negocio.
•
Aplicar metodologías de confiabilidad operacional.
El análisis de criticidad aplica en 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.
En el ámbito de mantenimiento al tener plenamente establecido cuales sistemas son
más críticos, se podrá establecer de una manera más eficiente la prioridad de los programas y
planes de mantenimiento de tipo: predictivo, preventivo, y correctivo e inclusive posibles
rediseños y modificaciones menores a nivel de los sistema o subconjunto; inclusive permitirá
establecer la prioridad para la programación y ejecución de órdenes de trabajo.
En el ámbito de inspección el estudio de criticidad facilita y centraliza la implantación
de un programa de inspección, dado que la lista jerarquizada indica donde vale la pena realizar
inspecciones y ayuda en los criterios de selección de los intervalos y tipo de inspección
requerida para sistemas de protección y control (presión, temperatura, nivel, velocidad,
espesores, flujo, etc.), así como para equipos dinámicos, estáticos y estructurales.
En el ámbito de materiales, la criticidad de los sistemas ayuda a tomar decisiones más
acertadas sobre el nivel de equipos y piezas de repuesto que deben existir en el almacén
central, así como los requerimientos de partes, materiales y herramientas que deben estar
20
disponibles en los almacenes de planta, es decir, podemos sincerar el stock de materiales y
repuestos de cada sistema y/o equipo logrando un costo óptimo de inventario.
En el ámbito de disponibilidad de planta los datos de criticidad permiten una
orientación certera en la ejecución de proyectos, dado que es el mejor punto de partida para
realizar estudios de inversión de capital y renovaciones en los procesos, sistemas o equipos de
una instalación, basados en el área de mayor impacto total, que será aquella con el mayor nivel
de criticidad.
A nivel del personal un buen estudio de criticidad permite potenciar el adiestramiento y
desarrollo de habilidades en el personal, dado que se puede diseñar un plan de formación
técnica, artesanal y de crecimiento personal, basado en las necesidades reales de la instalación,
tomando en cuenta primero las áreas más críticas, que es donde se concentran las mejores
oportunidades iniciales de mejora y de agregar el máximo valor.
Los valores de criticidad obtenidos serán ordenados de mayor a menor, y serán
graficados utilizando diagramas de barra, lo cual permitirá de forma fácil visualizar la
distribución descendente de los sistemas evaluados.
La distribución de barras, en la mayoría de los casos, permitirá establecer de forma
fácil tres zonas específicas: alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad. Esta
información es la que permite orientar la toma de decisiones, focalizando los esfuerzos en la
zona de alta criticidad, donde se ubica la mejor oportunidad de agregar valor y aumentar la
rentabilidad del negocio. [6]
La definición de cada criterio es:
•
Frecuencia de falla: son las veces que falla cualquier componente del sistema.
•
Impacto operacional: es el porcentaje de producción que se afecta cuando ocurre la
falla.
•
Nivel de producción manejado: es la capacidad que se deja de producir cuando ocurre
la falla.
•
Tiempo promedio para reparar: es el tiempo para reparar la falla.
21
•
Costo de reparación de la falla: costo de la falla mas el costo de lo que se deja de
producir a consecuencia de la falla.
•
Impacto en seguridad: posibilidad de ocurrencia de eventos no deseados con daños a
personas.
•
Impacto ambiental: posibilidad de ocurrencia de eventos no deseados con daños al
ambiente.
2.9 Análisis de modos y efectos de fallas potenciales (AMEF).
El Análisis de modos y efectos de fallas potenciales, AMEF, es un proceso sistemático
para la identificación de las fallas potenciales del diseño de un producto o de un proceso antes
de que éstas ocurran, con el propósito de eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las
mismas. Por lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un método analítico
estandarizado para detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total, cuyos objetivos
principales son: reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas asociadas con
el diseño y manufactura de un producto, determinar los efectos de las fallas potenciales en el
desempeño del sistema identificar las acciones que podrán eliminar o reducir la oportunidad
de que ocurra la falla potencial analizar la confiabilidad del sistema.[7]
Aunque el método del AMEF generalmente ha sido utilizado por las industrias
automotrices, éste es aplicable para la detección y bloqueo de las causas de fallas potenciales
en productos y procesos de cualquier clase de empresa, ya sea que estos se encuentren en
operación o en fase de proyecto; así como también es aplicable para sistemas administrativos y
de servicios. Requerimientos del AMEF para hacer un AMEF se requiere lo siguiente:
•
Un equipo de personas con el compromiso de mejorar la capacidad de diseño para
satisfacer las necesidades del cliente.
•
Diagramas esquemáticos y de bloque de cada nivel del sistema, desde subconjuntos
hasta el sistema completo.
•
Especificaciones de los componentes, lista de piezas y datos del diseño.
•
Especificaciones funcionales de módulos, subconjuntos, etc.
22
•
Requerimientos de manufactura y detalles de los procesos que se van a utilizar.
•
Formas de AMEF (en papel o electrónicas) y una lista de consideraciones especiales
que se apliquen al producto.
2.10 Beneficios de AMEF.
La eliminación de los modos de fallas potenciales tiene beneficios tanto a corto como a
largo plazo. A corto plazo, representa ahorros de los costos de reparaciones, las pruebas
repetitivas y el tiempo de paro. El beneficio a largo plazo es mucho más difícil medir puesto
que se relaciona con la satisfacción del cliente con el producto y con su percepción de la
calidad; esta percepción afecta las futuras compras de los productos y es decisiva para crear
una buena imagen de los mismos.
Por otro lado, el AMEF apoya y refuerza el proceso de diseño ya que ayuda en la
selección de alternativas durante el diseño incrementa la probabilidad de que los modos de
fallas potenciales y sus efectos sobre la operación del sistema sean considerados durante el
diseño proporciona unas información adicional para ayudar en la planeación de programas de
pruebas concienzudos y eficientes. Desarrolla una lista de modos de fallas potenciales,
clasificados conforme a su probable efecto sobre el cliente. Proporciona un formato
documentado abierto para recomendar acciones que reduzcan el riesgo para hacer el
seguimiento de ellas detecta fallas en donde son necesarias características de auto corrección o
de leve protección identifica los modos de fallas conocidos y potenciales que de otra manera
podrían pasar desapercibidos detecta fallas primarias, pero a menudo mínimas, que pueden
causar ciertas fallas secundarias proporciona un punto de visto fresco en la comprensión de las
funciones de un sistema.
2.11 Identificación de funciones y fallas.
Una vez que el objetivo del análisis ha sido establecido, el siguiente paso en el proceso
del AMEF es identificar funciones. Una función es el propósito para el cual fue diseñada o
seleccionado un producto o proceso que está bajo el análisis. Si se trata de un sistema, las
funciones deben ser también identificadas. Los modos de fallas potenciales o las categorías
23
de fallas pueden ser entonces identificados describiendo la forma en la cual el producto o
proceso falla. Los modos de falla caen en una de cinco categorías posibles de falla:
•
Falla total.
•
Falla parcial.
•
Falla intermitente.
•
Falla antes de tiempo.
•
Falla por sobre exigencia o sobre carga de la función.
Ejemplo motor de la bomba del molino de bolas:
•
No arranca.
•
Arranca a baja revoluciones.
•
Arranca erráticamente.
•
Arranca pero se para después de un tiempo de funcionamiento.
•
Arranca con un consumo de corriente por encima de la nominal.
El propósito de agrupar los modos de falla en cinco grupos es para ayudar al equipo
de trabajo a identificar todos los posibles modos de falla. Analizando los modos de falla se
pueden revelar posibles modos de fallas inusuales que pudieran pasar desapercibidas en
ciertas ocasiones.
2.12 Efectos de falla.
Luego de que las funciones y modos de falla han sido establecidos, el siguiente paso
en el proceso de un AMEF es identificar las consecuencias potenciales cuando se presente un
modo de falla. Esto se canaliza a través de una tormenta de ideas con el equipo de trabajo.
2.13 Ocurrencia.
Las consecuencias son evaluadas en términos de ocurrencia, ésta se define como la
probabilidad de que una causa en particular ocurra y resulte en un modo de falla durante la
vida esperada del producto, es decir, representa la remota probabilidad de que el cliente
24
experimente el efecto del modo de falla.
Para obtener el valor de la ocurrencia se ha definido una escala del 1 al 10, la escala se
divide en la siguiente forma: muy baja, baja, moderada, alta, y muy alta, cada uno de estos
escalones dependerá de la frecuencia de falla que se le ha asignado a cada escalón, si la falla se
encuentra es mayor a cinco años entonces se definió que la probabilidad del incidente era casi
nulo, si la frecuencia es cada 2 años se definió que era bajo, si la frecuencia es diaria se definió
como muy alta. En la tabla 2.1 se muestra la forma como se realiza el criterio de evaluación y
clasificación de la ocurrencia, en caso de obtener valores intermedios se asume el superior
inmediato, y si se desconociera totalmente la probabilidad de falla se debe asumir una
ocurrencia igual a 10. [6]
Tabla 2.1 Criterio de evaluación sugerido y sistema de clasificación para la ocurrencia
de los modos de falla “O”.
POSIBILIDAD DE FALLA
Muy alta:
La falla es casi inevitable.
Alta:
La falla es frecuente, o está asociada a fallas
frecuentes en otros procesos.
Moderado:
La falla es ocasional, o está asociada a fallas
ocasionales en otros procesos.
Bajo:
Falla aislada en el proceso.
Muy baja:
La falla está asociada a fallas aisladas en
otros procesos.
Remota:
La falla es improbable.
FRECUENCIA DE FALLAS
NIVEL
Diaria
10
Semanal
9
Mensual
8
Cada 2 meses
7
Cada 3 meses
6
Cada 6 meses
5
Anual
4
Cada 2 años
3
Cada 5 años
2
Mayor a 5 años.
1
2.14 Severidad.
El primer paso para analizar el riesgo es cuantificar la severidad de los efectos. Los
efectos se cuantifican en una escala determinada. Para el análisis en estudio se determinó una
escala del 1 al 10, siendo el nivel 10 el más severo y el nivel 1 el menos severo. Se asume
que todos los efectos se producirán cuando el modo de falla ocurre. Por lo tanto el efecto
25
más severo tiene
precedencia cuando se evalúa el riesgo potencial. Para determinar la
severidad es necesario tomar en cuenta lo siguiente: si el modo de falla interrumpe o no la
operación, si impacta la calidad o acabado del producto, si ocurre con previo aviso o no y algo
muy importante como es el impacto en la operación segura del equipo. En la tabla 2.2 se
muestra el criterio de evaluación y clasificación de la severidad de los efectos propuestos
para el AMEF de los molinos de bolas. [6]
Tabla 2.2 Criterio de evaluación y clasificación de la severidad de los efectos “S”.
EFECTO
CRITERIO
Peligroso sin aviso
La falla ocurrirá sin previo aviso. Puede poner en
peligro a otros sistemas y/o puede afectar la operación
segura del sistema bajo análisis.
Se incumple con alguna regulación gubernamental.
La falla ocurrirá con previo aviso. Puede poner en
peligro a otros sistemas y/o puede afectar la operación
segura del sistema bajo análisis. Se incumple con
alguna regulación gubernamental.
Falla menor del sistema. Los controles actuales no
pueden mantener el sistema operativo y requiere fuerte
intervención del operador para su correcto
funcionamiento.
Falla menor del sistema. Los controles actuales no
pueden mantener el sistema operativo y requiere
moderada intervención del operador para su correcto
funcionamiento.
Falla menor del sistema. Los controles actuales no
pueden mantener el sistema operativo y requiere ligera
intervención del operador para su correcto
funcionamiento.
Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden
mantener el sistema operativo pero requiere fuerte
intervención del operador para su correcto
funcionamiento.
Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden
mantener el sistema operativo pero requiere moderada
intervención del operador para su correcto
funcionamiento.
Peligroso con aviso
Muy alto
Alto
Moderadamente alto
Moderado
Bajo
NIVEL
10
9
8
7
6
5
4
Continuación tabla 2.2 Criterio de evaluación y clasificación para la severidad de los
efectos “S”.
EFECTO
CRITERIO
Muy bajo
Menor
Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden
mantener el sistema operativo pero requiere ligera
intervención del operador para su correcto
funcionamiento.
Falla menor del sistema. Los controles actuales.
Ninguno
La falla no tiene efectos en el sistema.
NIVEL
3
2
1
26
2.15 Detección.
Los valores de detección están asociados a dos tipos de control. Como son control
tipo1: detectar las causas o mecanismos de falla
y control de tipo2: detectar subsecuentes
Modos de Falla. Un valor de detección se asigna a un tipo de control, lo cual representa una
habilidad colectiva
de detectar causas y modos de falla. Los controles pueden ser
agrupados y tratados como un sistema cuando ellos operan independientemente, así cada
control individual aumenta la capacidad de detección global. En la tabla 2.3 se muestra el
criterio de evaluación y clasificación para la detección de una causa de falla. [6]
Tabla 2.3 Criterio de evaluación sugerido y sistema de clasificación para la detección
de una causa de falla “D”.
DETECCIÓN
Incertidumbre total
Muy remota
Remota
Muy baja
Baja
Moderada
Moderadamente alta
Alta
Muy alta
Casi certeza total
CRITERIO
NIVEL
El control no detecta la causa potencial de la falla
ó no hay control.
Hay posibilidad muy remota de que el control
detecte la causa potencial de la falla.
Hay posibilidad remota de que el control detecte
la causa potencial de la falla.
Hay una muy baja posibilidad de que el control
detecte la causa potencial de la falla.
Hay una baja posibilidad de que el control detecte
la causa potencial de la falla.
Hay una moderada posibilidad de que el control
detecte la causa potencial de la falla.
Hay una moderadamente alta posibilidad de que
el control detecte la causa potencial de la falla.
Hay una alta posibilidad de que el control detecte
la causa potencial de la falla.
Hay una muy alta posibilidad de que el control
detecte la causa potencial de la falla.
El control detecta casi con certeza total la causa.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2.16 Causa de modo y efecto de falla.
Después de que los efectos y severidad han sido determinados, el siguiente paso es
identificar las causas de los modos de falla. La identificación debe comenzar con los modos
de falla que tienen los efectos más severos. En el AMEF las causas son errores específicos
en términos de algo que debe ser corregido o controlado. En el AMEF se asume que los
sistemas tienen la ingeniería adecuada, con lo cual no toma en cuenta fallas de ingeniería.
CAPÍTULO III
APLICACIÓN DE TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE FALLAS PARA LOS
EQUIPOS DE LOS MOLINOS DE BOLAS
3.1 Aplicación del análisis de criticidad de los componentes de los molinos de bolas.
El sistema molienda y separación de polvo de coque (20-11-0-0) grupo C de la planta
de Molienda y Compactación está conformado por tres sub-sistemas molinos de bolas (20-111-0, 20-11-7-0 y 20-11-13-0). Para efecto de los cálculos en este proyecto se analizará el subsistema (20-11-7-0) correspondiente al molino de bolas N°2 por presentar mayor frecuencia de
fallas, en la tabla 3.1 se observa el número de bloques o equipos que conforman el subsistema.
Tabla 3.1 Equipos que conforman el sub-sistema molino de bolas n°2.
BLOQUE
20-11-7-1
20-11-7-2
20-11-7-3
20-11-7-4
20-11-7-5
20-11-7-6
20-11-7-7
20-11-7-8
20-11-7-9
20-11-7-10
20-11-7-11
20-11-7-12
20-11-7-13
20-11-7-14
20-11-7-15
20-11-7-16
20-11-7-17
20-11-7-18
20-11-7-19
20-11-7-20
20-11-7-21
20-11-7-22
20-11-7-23
20-11-7-24
20-11-7-25
DESCRIPCIÓN
Motor de 2,2 KW C 22,1 para alimentador rotativo
Alimentador rotativo C22
Extractor C39 1,1 KW para recinto molino de bolas N°2
Válvula manual C,8,8,3,2
Válvula manual C,8,8,4,2
Motorreductor C27.1 0,21 KW
Válvula motorizada C27
Motor C23,1,1 4 KW para bomba hidráulica de lubricación cojinete A
Bomba Hidráulica C23,1 de lubricación de elevación cojinete A
Motor C23,1,2 4 KW para bomba hidráulica de lubricación cojinete B
Bomba Hidráulica C23,2 de lubricación de elevación cojinete B
Arrancador C24,1 de 750 Voltios para el motor C24
Motor C24,2 276 KW del molino de bolas N°2
Reductor de engranajes rectos SN7 C24,3 del molino de bolas N°2
Molino de Bolas N°2 C24 diámetro 2,4 x 4,6 m
Válvula Manual C8,8,5,2 controladora del polvo de coque
Motor C25,1 1044 KW ventilador C25
Ventilador extractor C25
Clasificador separador C,5,2 diámetro 2600 mm
Ciclón separador C,8,6,2
Motorreductor C26,1 0,21 Kw para válvula motorizada C26
Válvula motorizada C26
Motorreductor C32,1 0,21 Kw para válvula doble péndulo C-32
Válvula doble péndulo C-32
Separador magnético C33
28
3.1.1
Desarrollo del análisis de criticidad.
Para el desarrollo del análisis de criticidad del sub-sistema molino de bolas N°2 se
extrajo de la “data warehouse” la información correspondiente al número de fallas, tiempo
para repara (TPR), se calculó el tiempo promedio para reparar (TPPR) y los costos asociados
al mantenimiento consecuencia de las fallas en el período enero – diciembre del año 2006. En
la tabla 3.2 se muestra el resumen de la data.
Tabla 3.2 Historial de fallas, tiempo para reparar, tiempo promedio para reparar,
número de fallas y costo de reparación por bloques para el periodo enero – diciembre
2006.
Bloques
20-11-7-1
20-11-7-2
20-11-7-3
20-11-7-4
20-11-7-5
20-11-7-6
20-11-7-7
20-11-7-8
20-11-7-9
20-11-7-10
20-11-7-11
20-11-7-12
20-11-7-13
20-11-7-14
20-11-7-15
20-11-7-16
20-11-7-17
20-11-7-18
20-11-7-19
20-11-7-20
20-11-7-21
20-11-7-22
20-11-7-23
20-11-7-24
20-11-7-25
TPR
18,2
67,3
0,0
0,0
0,0
0,6
0,0
0,4
81,5
30,3
0,6
84,8
336,9
76,9
39,1
0,0
2,0
6,6
0,0
0,0
0,0
0,0
1,2
2,3
0,8
TPPR
1,8
4,0
0,0
0,0
0,0
0,6
0,0
0,4
6,8
10,1
0,6
9,4
21,1
15,4
3,6
0,0
2,0
1,7
0,0
0,0
0,0
0,0
1,2
1,1
0,4
# Fallas
10,0
17,0
0,0
0,0
0,0
1,0
0,0
1,0
12,0
3,0
1,0
9,0
16,0
5,0
11,0
0,0
1,0
4,0
0,0
0,0
0,0
0,0
1,0
2,0
2,0
Costos de Rep.
2755600,0
3837860,0
0,0
0,0
0,0
133430,0
0,0
29354,6
3288116,6
1423568,0
40029,0
4903422,4
6333933,2
3094570,5
5839320,4
0,0
5337200,0
3277040,8
0,0
0,0
0,0
0,0
133040,0
40029,0
85395,2
Para efectos del estudio la metodología a utilizar será basada en la teoría del riesgo, la
cual generará resultados semicuantitativos.
Riesgo = frecuencia* consecuencia. (3.1)
Frecuencia = número de fallas en un tiempo determinado.
29
Consecuencia = (impacto operacional*flexibilidad*TPPR) + costo mantenimiento +
impacto seguridad + impacto ambiente. En la tabla 3.3 se exponen los criterios de evaluación
para la elaboración del análisis. (3.2)
Tabla 3.3 Criterios de evaluación.
CRITERIOS
1) Frecuencia de Falla
Menos de 1 Falla por año
Entre 1 y 6 Fallas por año
Entre 6 y 12 Fallas por año
Entre 12 y 52 Fallas por año
Mayor a 52 Fallas por año
2) Impacto operacional
Parada total del equipo
Parada del subsistema y tiene repercusión sobre otros
Impacta en niveles de calidad
No genera ningún efecto significativo
3) Flexibilidad
No existe opción de producción y no hay función de repuesto
Hay opción de repuesto almacén
Existe opción de producción
4) Tiempo promedio para reparar (TPPR)
Menos de 3 horas
Entre 3 y 8 horas
Entre 8 y 24 horas
Mas de 24 horas
5) Costo de mantenimiento
Menos de 1 MBS
Entre 1 y 10 MBS
Mas de 10 MBS
6) Impacto seguridad
Afecta seguridad Humana
Afecta instalaciones causando daños severos
Provoca daños menores
No provoca daños a personas o instalaciones
7) Impacto ambiente
Si
No
PUNTAJE
1
2
3
4
6
10
7
4
1
4
2
1
1
2
4
6
2
5
10
8
5
3
0
7
0
3.1.1. Resultados del Análisis de Criticidad.
En la tabla 3.4 se muestran los resultados del análisis de criticidad, para ello se tomó el
siguiente criterio (dado un promedio de 108,6 de los datos de riesgo total) se determinaron los
siguientes niveles de criticidad. [7]
30
X> 120 es un equipo crítico.
44≤X≤120 es un equipo semicritico.
X<42 es un equipo no critico.
Tabla 3.4 Resultados del análisis de criticidad.
BLOQUES 2011-7-X
FREC.
IMPACTO
OPERACIONAL
FLEXIBILIDAD
TPPR
COSTOS DE
MANTTO.
IMPACTO
SEGURIDAD
IMPACTO
AMBIENTE
CONSECUENCIAS
RIESGO
TOTAL
CRITERIO
3
7
2
1
5
0
0
19
57
SC
4
7
4
2
5
0
0
61
244
C
1
10
4
1
2
0
0
42
42
SC
1
7
2
1
2
0
0
16
16
NC
1
7
2
1
2
0
0
16
16
NC
2
7
2
1
2
0
0
16
32
NC
1
7
4
1
2
0
0
30
30
NC
2
10
2
1
2
0
0
22
44
SC
4
10
2
2
5
0
0
45
180
C
2
10
2
4
5
0
0
85
170
C
2
10
2
1
2
0
0
22
44
SC
3
7
4
4
5
0
0
117
351
C
4
10
4
4
5
0
0
165
660
C
2
10
4
4
5
0
0
165
330
C
3
10
2
2
5
0
0
45
135
C
1
7
2
1
2
0
0
16
16
NC
2
7
2
1
5
0
7
26
52
SC
2
7
4
1
5
0
7
40
80
SC
1
7
4
1
2
0
0
30
30
NC
1
7
4
1
2
0
0
30
30
NC
1
7
2
1
2
0
0
16
16
NC
1
7
2
1
2
0
0
16
16
NC
2
7
2
1
2
0
0
16
32
NC
2
7
2
1
2
0
0
16
32
NC
2
7
4
1
2
0
0
30
60
SC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
La figura 3.1 muestra el diagrama de barra correspondiente a los resultados mostrados en la
tabla 3.4, para indicar las tres zonas que caracterizan el análisis de criticidad elaborado al Molino
de Bolas N°2.
GRAFICO DE RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE CRITICIDAD
700
660
600
RIESGO TOTAL
500
CRITICO
400
351
SEMICRITICO
330
NO CRITICO
300
244
180
200
170
135
80
100
60
57
52
44
44
42
32
32
32
30
30
30
6
23
24
7
19
20
16
16
16
16
16
4
5
16
21
22
0
13
12
14
2
9
10
15
18
25
1
17
8
11
3
BLOQUE DE EQUIPOS
Figura 3.1 Diagrama de barras, zonas que caracterizan el análisis de criticidad.
31
3.2 Aplicación del análisis de modos y efectos de fallas de los equipos seleccionados en el
análisis de criticidad.
Para el desarrollo del análisis de modos y efectos de fallas se tomarán en consideración
los bloques del sub-sistema (20-11-7-0) números 2, 9, 10, 12, 13, 14 y 15 por ser considerados
equipos críticos de acuerdo al análisis de criticidad realizado al molino de bolas n°2, en la
tabla 3.5 muestra la descripción de los equipos objetos a analizar.
Tabla 3.5 Equipos críticos del sub-sistema molino de bolas n°2.
BLOQUES
DESCRIPCIÓN
20-11-7-2
Alimentador rotativo C22
20-11-7-9
Bomba Hidráulica C23,1 de lubricación de elevación cojinete A
20-11-7-10
Motor C23,1,2 4 KW para bomba hidráulica de lubricación cojinete B
20-11-7-12
Arrancador C24,1 de 750 Voltios para el motor C24
20-11-7-13
Motor C24,2 276 KW del molino de bolas N°2
20-11-7-14
Reductor de engranajes rectos SN7 C24,3 del molino de bolas N°2
20-11-7-15
Molino de Bolas N°2 C24 diámetro 2,4 x 4,6 m
3.2.1 Critérios asumidos.
•
Para la clasificación de los efectos del análisis de modos y efectos de fallas, se
emplearan las tablas 2.1, 2.2, y 2.3 correspondientes a la clasificación de ocurrencia,
severidad de los efectos y detección del modo de falla. Para establecer estos niveles, se
utilizaron los criterios provenientes del manual de operación, de la narrativa de control
y protección, y del plan de mantenimiento actual. [7]
•
El análisis de los probables modos de fallas para cada uno de los equipos críticos que
conforman el sub-sistema y los valores asignados para los factores de severidad,
ocurrencia y detección, así como su índice de prioridad de riesgo (IPR), se encuentran
ejecutados en las tablas 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 y 3.12.
•
A fin de facilitar la elaboración del grafico de análisis de resultados, las causas de falla
fueron identificados con un número (ver columna N° de Falla), en cada una de las
tablas 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 y 3.12.
32
•
Todas las causas de fallas son evaluadas a fin de clasificar las mismas en alguno de los
siguientes grupos.
Clase A, Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema en más del 80% de
los casos.
Clase B, Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema entre el 50% y el
80% de los casos.
Clase C, Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema entre el 25% y el
50% de los casos.
Clase D, Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema en menos del 25% de
los casos.
•
Para la obtención de los valores límites de cada rango ó umbrales de aceptación (80%,
50%, 25%), se utilizara la función “percentil” del programa “Excel”.
En las tablas siguientes se desarrolla el análisis de modos y efectos de fallas
correspondientes a los equipos críticos del molino de bolas N°2, basados en los criterios
asumidos.
En la tabla 3.6 se muestra el análisis correspondiente al alimentador rotativo (20-11-72), este equipo tiene como función alimentar coque de petróleo calcinado (0 – 4,8 mm) desde
los silos del grupo “B” al molino de bolas N°2, la alimentación se realiza de acuerdo a la
demanda de carga que presenta el molino durante su operación, la carga base se regula
manualmente por medio de un cono y el rascador.
La capacidad de dosificación del alimentador es de 10 tn/horas, suministrada de
acuerdo a la señal proveniente del sensor de decibeles. El accionamiento se compone por un
motor de 4 Kw, transmisión por correa trapezoidal y engranaje sinfín lubricado por aceite, el
cual hace accionar un plato giratorio a la revolución requerida por el sistema. [3]
33
Tabla 3.6 AMEF del alimentador rotativo (20-11-7-2) del molino de bolas N°2.
Modo de Falla
No alimenta
coque al
molino.
Entrega menos
de la capacidad
requerida por el
molino.
Entrega en
forma
intermitente la
alimentación
del coque al
molino.
Entrega una
cantidad de
material mayor
a la capacidad
de 10 t/hr del
molino.
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
No hay
producción de
polvo de coque.
Aumenta el
desgate de los
componentes
del molino por
acción del
golpeteo directo
de las bolas en
las placas de
trituración.
No alcanza la
capacidad de
producción de
polvo de coque
del molino 10
t/hr.
Se genera polvo
de coque en
forma
discontinua.
Aumenta le
desgate de los
componentes
del molino por
acción de del
golpeteo directo
de las bolas en
las placas de
trituración.
Se sobrecarga
de material el
molino, muele
el material con
deficiencia.
Evaluación
S
D IPR
N° de
Falla
Controles Actuales
Motor de
accionamiento del
alimentador no
enciende.
1
5
10
6
300
Engranaje del
tonillo sin fin de
accionamiento no
gira.
2
3
8
4
96
Sensor de
decibeles no envía
señal.
3
4
7
4
112
Bloqueo total de
la tubería de carga
del alimentador.
4
4
9
3
108
Equipo
bloqueándose
parcialmente por
desajuste de
correas.
Cono de
alimentación
dañado.
Válvula de
entrada semicerrada
Motor de
accionamiento se
dispara
continuamente.
5
Se observa señal de
alarma visual en el panel
de control. Se procede a
chequear el motor
eléctrico y cableado de
alimentación.
Se visualiza señal de
alarma en el panel de
control. Se procede a
chequear nivel de aceite
del tornillo sin fin.
Se visualiza señal de
alarma en el panel de
control.
Se procede a chequear el
sensor y cambiar en caso
de estar dañado (mantto.
correctivo).
No existe un control
actual. Se golpea
superficie exterior de la
tubería de carga al
alimentador.
Se procede a ajustar
correas del alimentador.
4
6
3
72
6
Se realiza cambio de
cono de alimentación.
4
9
6
216
7
3
4
2
24
4
9
9
324
Engranaje del
tonillo sin fin de
accionamiento
gira de forma
intermitente.
9
Se procede a abril
totalmente la válvula de
entrada.
Se observa señal de
alarma visual en el panel
de control. Se procede a
chequear el motor
eléctrico.
Se procede a chequear
nivel de aceite del
tornillo sin fin.
3
6
4
72
Válvula de
entrada abierta
totalmente.
Sensor de
decibeles envía
señal de vació.
10
Cerrar parcialmente
válvula de entrada.
3
4
2
24
11
Se procede a chequear el
sensor y cambiar en caso
de estar dañado (mantto.
correctivo).
4
9
4
144
8
O
34
La bomba hidráulica C23 (20-11-7-9), tiene como función bombear aceite a alta
presión (30 bar) de forma constante para levantar y lubricar cojinete de deslizamiento lado A
del cilindro molino de bolas n°2. En la tabla 3.7 se muestra el análisis de modos y efectos de
fallas correspondientes al equipo. [3]
Tabla 3.7 AMEF bomba hidráulica C23 de lubricación de elevación de cojinete A (20-117-9) del molino de bolas N°2.
Modo de Falla
No bombea
aceite.
Entrega menos
de la presión de
de aceite
requerida para
la lubricación y
levantamiento
del cilindro.
Entrega en
forma
intermitente la
presión de
aceite para la
lubricación y
levantamiento
del cilindro.
Entrega una
presión de
aceite mayor a
30 bar.
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
No existe
lubricación del
cojinete de
deslizamiento.
Paralización del
molino de
bolas.
Controles Actuales
O
Evaluación
S
D IPR
Se observa señal de
alarma visual en el panel
de control. Se procede a
chequear el motor
eléctrico y cableado de
alimentación.
Se visualiza señal de
alarma en el panel de
control. Se procede a
chequear bomba y nivel
de aceite del tanque.
Se visualiza señal de
alarma en el panel de
control.
Se procede a llenar
tanque de aceite de
bombas.
Se baja la bomba y se le
coloca un distanciador.
Se procede a limpiar la
tubería de salida de la
bomba.
Cambiar caballete de
lubricación.
Se busca y corrige fuga,
se cambia o completa
aceite.
5
10
6
300
6
9
5
270
4
8
4
128
4
6
6
144
2
7
7
98
3
6
7
126
5
4
4
80
N° de
Falla
Motor de accionamiento
de la bomba no arranca.
12
Bomba trancada.
13
No tiene aceite el tanque.
14
Bomba desacoplada del
motor.
Bloqueo de la línea de
descarga de la bomba.
15
Parada del
molino de bolas
por disparos del
térmico del
cojinete.
Posibles daños
a los cojinetes.
Recalentamient
o del cojinete.
Daños por roce
de los cojinetes.
Caballete de lubricación
dañado.
Fuga de aceite.
17
Motor de accionamiento
se dispara continuamente.
19
Se observa señal de
alarma visual en el panel
de control. Se procede a
chequear el motor
eléctrico.
5
9
5
225
Posibles fugas y
daños al
sistema.
Motor de mayor rpm.
20
Cambiar motor por el
apropiado para la
bomba.
5
4
3
60
16
18
35
El motor C23, 4 Kw (20-11-7-10), tiene como función transmitir la potencia de 4 Kw
para el accionamiento de la bomba hidráulica de lubricación cojinete. En la tabla 3.8 se
muestra el análisis de modos y efectos de fallas correspondientes al equipo. [3]
Tabla 3.8 AMEF motor C23, 4 Kw para la bomba hidráulica de lubricación cojinete B
(20-11-7-10) del molino de bolas N°2.
Modo de Falla
Motor no
acciona.
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
Bomba de
lubricación no
bombea aceite.
Paralización del
molino de
bolas.
Motor acciona
pero no
transmite la
potencia de 4
KW.
Motor acciona
de forma
intermitente.
Motor acciona
pero transmite
una potencia
mayor de 4
KW.
Bomba de
lubricación
bombea aceite
pero con baja
presión.
Bomba de
lubricación
bombea
intermitenteme
nte, paradas
continuas del
molino por
disparos del
térmico.
Bomba de
aceite trabaja
forzada.
Controles Actuales
N° de
Falla
Disparo del térmico del
motor.
21
Bobina abierta en el
motor.
22
No hay energía
eléctrica.
23
Bajo aislamiento en el
motor eléctrico.
Motor mal
reconstruido.
24
Problemas por alto
consumo de corriente y
altas temperaturas del
motor.
Alta temperatura por
rodamientos dañados.
Motor de mayor rpm.
O
Evaluación
S
D IPR
Se observa señal de
alarma visual en el panel
de control. Se procede a
chequear el motor
eléctrico y cableado de
alimentación.
Se visualiza señal de
alarma en el panel de
control. Se cambia el
motor eléctrico.
Se procede a chequear
cableado y conexiones del
motor.
Sustituir motor por nuevo
o reparado.
Sustituir motor por nuevo
o reparado.
4
9
8
288
4
9
9
324
3
8
6
144
4
5
3
60
2
3
2
12
26
Se rearma el equipo y se
programa mantenimiento
programado.
5
5
5
125
27
Se rearma el equipo y se
programa mantenimiento
programado.
3
5
5
75
28
Cambiar motor por el
apropiado para la bomba.
2
8
3
48
25
El arrancador C24, (20-11-7-12), tiene como función arrancar el molino limitando la
corriente de armadura que fluye al conectar el motor. El arrancador se usa hasta alcanzar la
velocidad normal y luego se retira del circuito. En la tabla 3.9 se muestra el análisis de modos
y efectos de fallas correspondientes al equipo. [3]
36
Tabla 3.9 AMEF Arrancador C24, 1 de 750 voltios (20-11-7-12) para el motor C24 del
molino de bolas N°2.
Modo de Falla
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
No arranca el
molino.
Molino fuera de
servicio.
Arranca el
motor pero con
deficiencia.
No limita la
corriente al
arrancar el
motor.
Molino se para
trabajando en
automático.
Molino arranca
muy rápido,
provoca daños a
los
componentes
del molino.
Breaker de
control disparado.
Protección en
relex c-02/d13
accionado de la
sala principal.
Presenta falla de
comunicación.
Térmico del
motor disparado.
Controles Actuales
N° de
Falla
29
O
Se procede a rearmar el
breaker.
Se chequea eléctricamente
en sala principal relex c02/d13 y se resetea.
5
6
8
240
4
6
8
192
31
Se resetea variador, se
solicita arrancar molino.
4
6
8
192
32
Se rearma el térmico del
motor.
4
7
9
252
3
7
9
189
3
7
9
189
30
33
Arrancador
dañado.
Arrancador
dañado.
Evaluación
S
D
IPR
Cambiar arrancador.
34
Cambiar arrancador.
El motor C24, 2 315 Kw (20-11-7-13) del molino de bolas N°2, tiene como función
generar la potencia de 315 Kw para el accionamiento del molino de bolas. En la tabla 3.10 se
muestra el análisis de modos y efectos de fallas correspondientes al equipo. [3]
Tabla 3.10 AMEF Motor C24, 2 315 Kw (20-11-7-13) del molino de bolas N°2.
Modo de Falla
Motor no
acciona.
Motor acciona
pero no
gerenera la
potencia de
276 Kw.
Falla potencial
Efecto de
Causa de Falla
Falla
Molino de
bolas fuera
de servicio.
Molino de
bolas muele
el coque
pero con
baja
capacidad de
producción.
Controles Actuales
N° de
Falla
Arrancador C24, 1 no
actúa. Disparado.
35
Disparo del térmico
del motor.
36
Motor quemado. Fase
abierta, a tierra, otros.
37
No hay energía
eléctrica.
Bajo aislamiento en
el motor eléctrico.
Motor mal
reconstruido.
38
39
40
O
Chequear sistemas del
arrancador y protección del
conmutador final de arranque
C-24.2-D5.
Se procede a chequear el motor
eléctrico y cableado de
alimentación.
Se visualiza señal de alarma en
el panel de control. Se cambia
el motor eléctrico.
Se procede a chequear cableado
y conexiones del motor.
Sustituir motor por nuevo o
reparado.
Sustituir motor por nuevo o
reparado.
Evaluación
S D IPR
6
8
9
432
6
7
8
336
7
1
0
9
630
3
7
6
126
4
7
3
84
3
6
2
36
37
Continuación tabla 3.10 AMEF Motor C24, 2 315 Kw (20-11-7-13) del molino de bolas
N°2.
Modo de Falla
Motor acciona
de forma
intermitente.
Motor acciona
pero genera
una potencia
mayor de 276
Kw.
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
Molino de bolas
muele el coque
pero en forma
discontinua.
Molino de bolas
trabaja forzado.
Controles Actuales
N° de
Falla
O
Evaluación
S D IPR
Problemas por alto
consumo de corriente y
altas temperaturas del
motor.
Alta temperatura por
rodamientos dañados.
41
Se rearma el equipo y se
programa mantenimiento
programado.
4
5
5
100
42
4
5
5
100
Cableado y conexiones
deteriorados, corto
circuito entre espiras.
Motor desalineado, por
base o espárragos
flojos.
Motor de mayor rpm.
43
Se rearma el equipo y se
programa mantenimiento
programado.
Se repara el cable
colocándole los terminales
nuevos o cambiar barras.
Sustituir espárragos de la
base del motor o ajustar
tuercas. Alinear.
Cambiar motor por el
apropiado para el molino.
7
9
9
567
6
8
8
384
2
6
3
36
44
45
El Reductor de engranajes rectos SN/ C24, 3 (20-11-7-14),
tiene como función
Transmitir la potencia de 315 Kw y reducir las revoluciones para el accionamiento del molino
de bolas. En la tabla 3.11 se muestra el AMEF correspondiente al equipo. [3]
Tabla 3.11 AMEF Reductor de engranajes rectos SN/ C24, 3 (20-11-7-14) del molino de
bolas N°2.
Modo de Falla
Reductor no
acciona.
Reductor
acciona pero
con deficiencia.
Reductor gira a
revoluciones
mayores a las
de diseño.
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
Molino de bolas
fuera de
servicio.
Vibraciones y
ruido interno en
el reductor.
Molino de bolas
muele el coque
pero en forma
discontinua.
Controles Actuales
N° de
Falla
Engranajes trancados
por falta de aceite.
46
Motor eléctrico fuera
de servicio.
47
Rodamientos dañados.
48
Bajo nivel de aceite.
49
Engranajes
desgastados.
50
Motor eléctrico
inadecuado a la caja
reductora.
51
O
Evaluación
S D IPR
Se baja el reductor y se
envía a taller para
reparación.
Se procede a chequear
motor elétrico.
3
9
6
162
6
5
4
120
Realizar cambio de
rodamientos y estoperas a
reductor
Completar aceite del
tanque, corregir fugas.
Se realiza un
mantenimiento programado
para cambio de engranajes.
Cambiar motor por el
adecuado.
4
5
8
160
7
6
6
252
3
7
8
168
2
2
3
13
38
El molino de bolas N°2 C24 diámetro 2,4 x 4,6 m. (20-11-7-15), tiene como función
moler coque de petróleo calcinado a una granulometría menor a 0,074 mez, con una capacidad
de 10 t/hrs. En la tabla 3.12 se muestra el análisis de modos y efectos de fallas
correspondientes al equipo. [3]
Tabla 3.12 AMEF Molino de bolas N°2 C24 diámetro 2,4 x 4,6 m. (20-11-7-15).
Modo de Falla
Molino no
acciona.
Molino muele
con deficiencia.
Molino muele
de forma
intermitente.
Falla potencial
Efecto de Falla
Causa de Falla
No hay
producción de
polvo de coque.
No alcanza la
capacidad de
producción de
polvo de coque
del molino 10
t/hr.
Se genera polvo
de coque en
forma
discontinua.
Controles Actuales
N° de
Falla
Motor eléctrico del
molino no acciona.
52
Reductor dañado.
53
Sistema piñón - corona
Dañado.
Babit de los soportes
del eje de
accionamientos
dañados.
Carga inadecuada de
bolas de acero para la
molienda.
Molino gira a altas
revoluciones.
Fuga de material por
placas de trituración.
54
Fuga de material por
ducteria de carga.
Prensa estopa fuera de
posición.
Disparo del motor por
señal del térmico de los
cojinetes A y B del
cilindro.
59
Disparo del motor por
señal del térmico del
cojinete eje de
accionamiento.
61
Vibración en eje de
accionamiento.
62
55
56
57
58
60
O
Evaluación
S
D
IPR
Se observa señal de
alarma visual en el
panel de control. Se
procede a chequear el
motor eléctrico y
arrancador del motor.
Se visualiza señal de
alarma en el panel de
control. Se procede a
chequear reductor.
Se procede al cambio
de piñón corona.
Cambiar babit y
colocar anillos de
lubricación nuevos.
8
9
8
576
6
7
8
336
5
9
8
360
6
9
9
486
Se procede a ajustar el
llenado de bolas de
molienda.
Se coloca el motor y el
reductor adecuado.
Se procede a
hermetizar placas de
trituración.
Se procede a
hermetizar o ajustar
presa estopa.
4
4
8
128
3
5
6
90
4
3
4
48
4
3
4
48
Se observa señal de
alarma visual en el
panel de control.
Chequear nivel de
aceite de los cojinetes.
Se observa señal de
alarma visual en el
panel de control.
Chequear nivel de
aceite de los cojinetes.
Se voltea el piñón de
ataque del eje del
molino de bolas N°2.
6
7
6
252
6
7
5
210
5
6
8
240
39
Diagrama de Pareto
700
600
IPR
500
400
300
200
100
0
37 52 43 55 35 44 54 36 53 8 22 1 12 21 13 32 49 60 29 62 19 6 61 30 31 33 34 50 46 48 11 15 23 14 56 17 38 26 47 3
4 41 42 16 2 57 39 18 27 5
9 63 20 24 28 58 59 40 45 7 10 25 51
N° de la Falla
Figura 3.2 Diagrama de Pareto del AMEF de los Molinos de Bolas.
El diagrama de Pareto que se muestra en la figura 3.2 detalla las fallas de los molinos
de bolas de acuerdo al índice de prioridad de riesgo, las cuales se resumen en la tabla 3.13
según los umbrales de aceptación.
Tabla 3.13 Clasificación de fallas según umbrales de aceptación.
Clasificación de fallas
Clase A
IPR > 295,2
Clase B
IPR 144 < N° ≤ 295,2
Clase C
IPR 144 < N° ≤ 295,2
Clase D
IPR > 295,2
Grupo de fallas según porcentajes
Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema en mas del 80% de los
casos: 37, 52, 43, 55, 35, 44, 54, 36, 53, 8, 22, 1 y 12.
Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema entre el 50% y el 80%
de los casos: 21, 13, 32, 49, 60, 29, 62, 19, 6, 61, 30,31, 33, 34, 50,46, 48, 11,
15 y 23.
Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema entre el 25% y el 50%
de los casos: 14, 56, 17, 38, 26, 47, 3, 4, 41, 42, 16, 2, 57 y 39.
Fallas que ocasionan cese de las funciones del sistema en menos del 25% de
los casos: 18, 27, 5, 9, 63, 20, 24, 28, 59, 40, 45, 7, 10, 25 y 51.
Las causas de fallas con mayor riesgo (resaltados en rojo), corresponden a las fallas a
las cuales se les debe prestar mayor atención desde el punto de vista de mantenimiento
rutinario y planes de mantenimiento preventivo en general, con la finalidad de minimizar estos
modos de fallas potenciales.
En la tabla 3.14 se detallan los modos de fallas potenciales de los molinos de bolas de
acuerdo al IPR resultado del análisis de modos y efectos de fallas, aplicado a los equipos de
mayor criticidad de los molinos de bolas.
40
Tabla 3.14 Modos de fallas con mayor riesgo de los molinos de bolas.
N° de la falla
37
52
43
55
35
44
54
36
53
8
22
1
12
Descripción
Motor eléctrico del molino no funciona, por encontrarse quemado, fase abierta,
otros.
Molino de bolas no funciona, por encontrarse motor fuera de servicio.
Motor eléctrico del molino funciona de forma intermitente, por encontrarse
cableado y conexiones deteriorados, corto circuito de barras.
Molino de bolas no acciona, por soportes del eje de accionamiento dañados.
Motor eléctrico del molino no funciona, por arrancador C24, 1 dañado o disparado.
Motor eléctrico funciona de forma intermitente, por encontrarse base del motor
suelta (espárragos dañados).
Molino de bolas fuera de servicio, por sistema piñón corona dañado.
Motor eléctrico del molino no funciona, por disparo del térmico del motor.
Molino de bolas fuera de servicio por reductor dañado.
Alimentador rotativo funciona intermitentemente, por disparos continuos del motor
eléctrico de accionamiento.
Motor de la bomba hidráulica del cojinete B no funciona, por bobina abierta en el
motor.
Alimentador rotativo no alimenta, por motor eléctrico dañado.
Bomba hidráulica C23 del cojinete A no bombea, por motor de la bomba dañado.
IPR
630
576
567
486
432
384
360
336
336
324
324
300
300.
3.2.2 Análisis de los resultados del AMEF.
•
En la tabla 3.14, se puede apreciar que la mayoría de los modos de fallas son
consecuencias de los motores eléctricos de los equipos, alimentador rotativo, bomba
hidráulica de los cojinetes y en mayor grado el motor de accionamiento de los molinos
de bolas. El carbón penetra a la armadura del motor y por ser un buen conductor de
electricidad, incrementa la probabilidad de cortos circuitos que posteriormente se
convierten en
fallas.
Motivado a estas fallas es necesario generar un plan de
mantenimiento de motores con una frecuencia de rutina mayor a la actualmente
aplicada (una vez por mes), adecuado al ambiente polvoriento del área y ajustado a los
requerimientos de los equipos. Además se plantea la sustitución de los motores de
accionamiento de los molinos de bolas para disminuir las fallas que se presentan.
•
El índice de probabilidad de riesgo (486) es asociado a los soportes del eje de
accionamiento, por daños en los cojinetes, como consecuencia de deficiente
lubricación, actualmente estos cojinetes son lubricados por un anillo rascador el cual
sufre desgastes y disminuye progresivamente su eficiencia, es necesario rediseñar este
sistema de soportes, por uno más eficiente que se adapte a las condiciones del medio y
requerimientos del conjunto.
41
•
El índice de probabilidad de riesgo (360) es atribuido al sistema de transmisión piñón –
corona dañada, en la mayoría de los casos su deterioro ocurre por deficiente
lubricación y desalineación, es necesario ejecutar un plan de mantenimiento rutinario
acentuado en el sistema de lubricación y verificación periódica mensual de la
alineación de estos engranajes.
•
El índice de probabilidad de riesgo (336) es cargado al molino de bolas fuera de
servicio por reductor dañado, básicamente el reductor se daña por falta de lubricación,
es importante crear una rutina de inspección a fin corregir las fugas de aceite que
puedan generarse el reductor durante su funcionamiento y garantizar el nivel de aceite
requerido por el sistema.
CAPÍTULO IV
SUSTITUCIÓN DE MOTORES 276 KW Y REDISEÑO DE
SOPORTES EJE DE ACCIONAMIENTO DE LOS MOLINOS DE
BOLAS
En este capítulo se argumentan los resultados obtenidos en el análisis de modos y
efectos de fallas logrados a través del presente estudio.
4.1 Sustitución de motores C24 276 Kw de los molinos de bolas.
El mayor índice de probabilidad de riesgo es el generado por los motores de
accionamiento de los molinos (ver tabla 3.14), en función de disminuir la frecuencia de
fallas de estos equipos, se sustituyeron los motores de rotor devanado de 276 Kw cuyas
característica técnicas se muestran en la tabla 4.1, por motores jaula de ardilla de mayor
potencia 315 Kw, con vaciador de velocidad que garantizan un arranque óptimo y mayor
estabilidad durante el funcionamiento de los molinos de bolas, características técnicas
motores 315 Kw (tabla 4.2).
Tabla 4.1 Características técnicas Motor modelo viejo 276 Kw.
Marca:
Modelo: 1ls445445011
Numero:
Tipo: Rotor devanado
Serial: 241547
Frame:
Voltaje: 460
Amperaje: 430
Potencia: 276 Kw.
Cos Ө: 0,86
R.P.M.: 888
I.P: 54
Conexión: Y
Clase asilamiento: F
Factor de servicio:
Voltaje de rotor: 630
Amperaje de rotor: 270
Tabla 4.2 Datos técnicos del motor modelo nuevo 315 Kw.
Marca: unitec
Tipo de motor: TMC 450 L-8-40
Tipo de maquina: motor de inducción trifásico.
Componentes termometritos: 3xPt100, 1xPt100 en
cada rodamiento.
Voltaje: 480 v, trifásico.
Amperaje: 499 a
Potencia: 315 Kw
Temperatura de ambiente: máx. 40º c
Cos Ө: 0,80
Dirección de rotación: ambos sentidos
R.P.M.: 890
Frecuencia: 60 Hz
Grado de protección: Ip 65
Peso de la maquina: 33000 Kg
Rango de enfriamiento: Ic 411
Ma/ Mn 2,2
Mk/Mn 3,1
Estándar: en 60034- 1/11 -95
Espacio de calentamiento: INCL
Rodamiento Der: NU226EC + 6226 C3
Rodamiento Izq: 6324 C3
43
Actualmente se han sustituido por motores 315 Kw, figura 4.1, el motor N°2
(10/16/2006) y N°3 (09/11/2006), está pendiente el N°1 para el (30/05/2007). Esta acción
ha permitido disminuir las fallas de los molinos por consecuencia de motores.
Figura 4.1 Motor de accionamiento de 315 Kw nuevo de los molinos de bolas.
4.2 Rediseño de soporte del eje piñón.
Uno de los beneficios que arrojó el AMEF fue la detección de fallas en los soportes
del eje de accionamiento de los molinos (ver tabla 3.14), basado en los resultados anteriores
se realiza el rediseño de los soportes del eje de accionamiento.
Para el planteamiento del rediseño se hizo una reunión con el personal del área
donde se planteó la necesidad de sustituir el sistema de soportes con cojinetes en los ejes de
accionamiento de los molinos de bolas (ver figura 4.2), por soportes con rodamientos
bipartidos de rodillos oscilantes (ver figura 4.3), debido a varias ventajas entre las cuales se
encuentra la reducción de fallas por cojinetes dañados y la disminución del tiempo
necesario para realizar una sustitución de chumaceras.
Se reviso la hoja de datos del molino donde se obtuvo la siguiente información:
potencia nominal 315 Kw, velocidad de giro 160 rpm, diámetro del eje de accionamiento
44
160 mm, tipo de ambiente polvoriento, temperatura de operación 55 °C, estimación de la
carga del molino P=50.000 kg (peso de la carcasa + carga máxima de material + bolas de
200 mm
molienda) lo que representa P/2 = 25.000 Kg. para cada rodamiento. [2]
Figura 4.2 Soportes de cojinetes actuales del eje de accionamiento de los molinos de bolas.
Figura 4.3 Soportes con rodamiento oscilantes de rodillos propuestos. [8]
Se realizó una visita al área donde se observó que uno de los aspectos importantes
en el rediseño es que la distancia centro del eje - base en la chumacera propuesta, debe ser
igual o menor que el soporte con cojinete actualmente utilizado, esta distancia corresponde
a 200 mm como se identifica en la figura 4.2.
Con los datos definidos se realizó consulta a la empresa SKF la cual ofertó el
siguiente soporte, como se muestra en la tabla 4.3.
45
Tabla 4.3. Características técnicas de la chumacera propuesta.
Item
1
2
Designación
Chumacera bipartida
Marca: Hankang
N/P: SAF SPLW 22532 BR/SS 160
Incluye:
Soporte partido tipo SAF
Sellos partidos tipo ATL
Rodamiento partido tipo SPLW
Nota: rodamiento lado libre.
Altura de la base al centro-eje 180 mm.
Chumacera bipartida
Marca: Hankang
N/P: SAF SPLW 22532 EX/SS 160
Incluye:
Soporte partido tipo SAF
Sellos partidos tipo ATL
Rodamiento partido tipo SPLW
Nota: rodamiento lado fijo.
Altura de la base al centro-eje 180 mm.
Esta chumacera cumple con las características exigidas por el equipo, la distancia
centro del eje - base en la chumacera propuesta, es 180 mm, para alcanzar la distancia de
200 mm se colocara un suplemento en la base de 20 mm.
Los planos correspondientes a los rodamientos ofertados se muestran en el anexo A.
CAPÍTULO V
FORMULACIÓN DE LOS PLANES DE MANTENIMIENTO
RUTINARIO
La elaboración del plan de mantenimiento rutinario se basó en la clasificación de los
equipos según la criticidad de cada uno de los equipos del sub-sistema molinos de bolas
(20-11-7-0) y en función del índice de prioridad de riesgo analizado en los AMEF.
Las actividades de mantenimiento rutinario podrán ser aplicadas a cualquier subsistema de equipos pertenecientes al grupo C (20-11-0-0), las frecuencias para cada
actividad se determinaron mediante la experiencia en planta y las recomendaciones del
fabricante de los equipos y partes (ver anexo C). [5]
5.1 Plan de mantenimiento rutinario para el grupo de equipos molinos de bolas.
En la tabla 5.1 se muestra el conjunto de las actividades y la frecuencia de
mantenimiento rutinario a aplicar a los motores de los molinos de bolas.
Tabla 5.1 Mantenimiento rutinario para motores eléctricos.
Frecuencia
Actividades a realizar
Diariamente
•
Chequear temperatura y ruidos del motor.
Mensualmente
•
MCC: verificar fusibles de potencia, relé, térmico y contactor.
•
Limpiar y ajustar conexiones eléctricas.
•
Limpiar ventilador del motor y carcaza externa.
•
Verificar consumo de corriente del motor.
•
Lubricar rodamientos.
•
Hermetizar seccionador y selector de control.
•
Realizar pruebas de megado.
•
Realizar pruebas de resistencia.
•
Monitoreo de vibraciones (rodamientos, desbalance).
Trimestralmente
47
La hoja de chequeo correspondiente al plan de mantenimiento rutinario de los
motores eléctricos, se muestra en el anexo B.
En la tabla 5.2 se muestra el conjunto de las actividades y la frecuencia de
mantenimiento rutinario a aplicar a los soportes del eje de accionamiento.
Tabla 5.2 Mantenimiento rutinario para soportes del eje de accionamiento.
Frecuencia
Actividades a realizar
•
Verificar que no existan fugas de aceite a través de tuberías y conexiones. Si
se presentan, corregir de inmediato.
•
Verificar nivel de aceite del tanque de la bomba.
Mensualmente
•
Revisar el nivel de aceite de los cojinetes del eje de accionamiento,
complete si es necesario y reemplace en caso de presentar contaminación
utilizando disolvente mecánico para retirar el aceite contaminado, agregue
turbina aceite turbina 100.
Trimestralmente
•
Verificar condiciones de la superficie interna del babita de los cojinetes,
rasquetear, en caso de presentar ralladuras profundas sustituir.
Diariamente
La hoja de chequeo correspondiente al plan de mantenimiento rutinario de los
soportes del eje de accionamiento, se muestra en el anexo B.
En la tabla 5.3 se muestra el conjunto de las actividades y la frecuencia de
mantenimiento rutinario a aplicar para el sistema piñón – corona.
Tabla 5.3 Mantenimiento rutinario para el sistema piñón – corona
Frecuencia
Actividades a realizar
•
Verificar que no existan fugas de aceite a través del tanque de lubricación.
Si se presentan, corregir de inmediato.
•
Verificar nivel de aceite del tanque de la corona dentada, completar si es
necesario.
Mensualmente
•
Realizar inspección visual del estado del piñón y la corona.
Trimestralmente
•
Revisé el nivel de aceite del tanque de la corona dentada, complete si es
necesario y reemplace en caso de presentar contaminación. Ejecute el
reemplazó mediante el drenaje del aceite, limpie usando disolvente
mecánico, seque el área utilizando trapos limpios, luego agregue aceite
nuevo utilizando la mezcla de seplatin y aceite de engranaje 110490
Moliven.
Diariamente
La hoja de chequeo correspondiente al plan de mantenimiento rutinario del sistema piñón –
corona, se muestra en el anexo B.
48
En la tabla 5.4 se muestra el conjunto de las actividades y la frecuencia de
mantenimiento rutinario a aplicar para caja reductora.
Tabla 5.4 Mantenimiento rutinario para caja reductora.
Frecuencia
Diariamente
Mensualmente
Trimestralmente
Actividades a realizar
•
Chequear temperatura del reductor con pirómetro láser.
•
Chequear ruido del reductor.
•
Chequear fugas de aceite en reductor.
•
Completar y ajustar tortillería.
•
Revisé el nivel de aceite del tanque.
•
Tomar muestra para análisis de viscosidad y nivel de contaminación del
lubricante.
•
Realizar inspección visual del estado de las ruedas dentadas.
•
Cambiar aceite del reductor, ejecute el reemplazó mediante el drenaje del
aceite, limpie usando disolvente mecánico, seque el área utilizando trapos
limpios, luego agregue aceite nuevo engranaje 220.
La hoja de chequeo correspondiente al plan de mantenimiento rutinario de la caja reductora,
se muestra en el anexo B.
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En este capítulo se muestran las conclusiones y recomendaciones obtenidas a lo largo
del desarrollo del trabajo, las cuales se mencionan a continuación.
6. 1 Conclusiones.
Los equipos que presentan mayor índice de probabilidad de riesgo en los molinos de
bolas son los motores eléctricos, actualmente el mantenimiento rutinario aplicado tiene una
frecuencia mensual, esta acción no garantiza la prevención de fallas requerida por estos
equipos, motivado a la alta contaminación, producto del material polvoriento de coque que se
introduce en estos motores.
Con la sustitución de motores de 276 Kw rotor de devanado por motores de mayor
potencia 315 Kw jaula de ardilla y accionamiento con drive, se obtuvieron los siguientes
beneficios, control de torque y velocidad, ahorro de energía, arranque y paradas suaves del
molino lo que reduce el daño a los componentes y aumenta la vida útil de los equipos,
aumento en la calidad del producto a través de un mejor control del proceso de molienda,
reducción de la perdida de material, disminución de los niveles de ruidos y emisiones al
ambiente, aumento de la disponibilidad de los molinos. Desde la instalación de los motores
en los molinos N°2 y N°3 hasta la fecha no han presentado fallas, sin embargo esté intervalo
de tiempo es pequeño para realizar la retroalimentación del análisis de modos y efectos de
fallas de los motores para generar las acciones correctivas.
El cambio del sistema de fijación de la base de los motores eléctricos de accionamiento
de los molinos, permite la holgura suficiente para realizar la alineación angular y paralelo en
relación eje motor – reductor dentro de los valores normalizados, igualmente la nivelación del
conjunto, eliminando los problemas de desajuste de la base del motor.
Las fallas que presentan continuamente los soportes del eje piñón de accionamiento del
molino de bolas, son consecuencias de la deficiente lubricación de los cojinetes, actualmente
50
estos cojinetes son lubricados por un anillo rascador el cual sufre desgastes y disminuye
progresivamente su eficiencia, en el desarrollo del estudio se plantea la sustitución del
sistemas de soportes con cojinetes de deslizamientos por rodamientos oscilantes de rodillos
bipartidos, los cuales además de brindar mayor confiabilidad presentan varias ventajas, mayor
hermeticidad del conjunto por tener doble laberinto en los soportes, lubricación con grasa y
disminución del tiempo necesario para realizar una sustitución de chumaceras durante los
mantenimientos.
Para la formulación del plan de mantenimiento rutinario, se utilizó los datos históricos
de fallas en el periodo enero – diciembre 2006, se pudo apreciar en muchas ordenes
reportadas, que carecen del detalle de las actividades realizadas y la efectividad de los
tiempos de ejecución es incierta ya que el período de arranque de equipo respecto al tiempo
requerido para la corrección de la falla es baja. Esta deficiencia dificulta el análisis de las
fallas y la determinación de los modos de fallas.
El análisis de criticidad del historial de los equipos, permite discriminar los eventos
vinculados a problemas o fallas de importancia, facilitando la comprensión de los modos de
fallas y las acciones a tomar para la solución o mejora.
La formulación e implementación del plan de mantenimiento rutinario conduce a la
prevención de fallas de los equipos y alarga la vida útil, garantizando así la confiabilidad y la
producción de polvo de coque de los molinos de bolas.
La ejecución del plan de mantenimiento rutinario limita la aparición de fallas por
contaminación, perdida de ajuste y lubricación inadecuada (una de la mayores causas de fallas
de los equipos), que generan ordenes de mantenimiento correctivo las cuales ocasionan
perdida de tiempo y aumento de los costos de mantenimiento.
La hoja de chequeo de mantenimiento rutinario es una herramienta que permitirá al
personal de la planta, llevar mejor un control de las actividades durante la ejecución de
mantenimiento.
Se determino que los altos niveles de contaminación existentes en las salas de los
molinos de bolas, atentan contra la seguridad operativa de los equipos, las personas y el medio
ambiente.
51
6.2 Recomendaciones.
Solicitar a la Gerencia de Carbón la adquisición e instalación de un motor 315 Kw y su
correspondiente drive para el molino de bolas N°1.
Solicitar a la Gerencia de Proyectos, la elaboración de un proyecto integral de
hermeticidad de las salas de los molinos de bolas, que permita disminuir la contaminación
ambiental en la planta de Molienda y Compactación.
Sustituir el sistema de soportes del eje de accionamiento de los molinos de bolas,
rediseñado en este trabajo, con la finalidad de disminuir las fallas presentadas los molinos en
el sistema de accionamiento.
Aplicar el plan de mantenimiento rutinario formulado en el presente trabajo, de manera
sostenida en el tiempo a los equipos de los molinos de bolas, enfatizado en los motores
eléctricos a fin de evitar la frecuencia de fallas productos de la contaminación ambiental.
Desarrollar un programa de capacitación del personal de mantenimiento y operaciones
de la planta, en cuanto al manejo del sistema integral de mantenimiento (SIMA),
esto
permitirá garantizar un histórico de fallas que permita realizar un análisis de criticidad
continúo y efectivo de los sistemas.
Promover las reuniones de análisis de fallas entre el equipo técnico de mantenimiento y
el personal de operaciones, para incrementar la calidad de los reportes de fallas.
Actualizar periódicamente las hojas de chequeo del plan de mantenimiento rutinario en
cuanto a su frecuencia, tiempos y actividades de mantenimiento.
Elaborar e implementar planes de mantenimiento rutinario en los demás sistemas de la
planta de Molienda y Compactación.
Incluir conjunto de actividades del plan de mantenimiento rutinario formulado, en el
sistema integral de mantenimiento SIMA.
52
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS
[1] CASTILLO, R. (1993). Manual de mantenimiento del grupo “C” de molienda y
compactación. Informe de pasantias presentado ante IUTEMAR. Pag.14.
[2] DÍAZ, E. Y OTROS (1998). Cambio de cojinetes al molino de bolas. CVG. Venalum.
Gerencia Ingeniería Industrial. Superintendencia Ingeniería de Métodos. Carbón, Prácticas
de Mantenimiento. Pag. 27.
[3] KHD HUMBOLDT WEDAG (1987). Manual de Mantenimiento de los molinos de
bola. CVG Venalum. Pág. 1 – 5.
[4] NORMAS Y PROCEDIMIENTOS (2004). 10.01.02 Planificación del mantenimiento
de equipos industriales. CVG Venalum. Pag. 6-9.
[5] NORMAS Y PROCEDIMIENTOS (2004). 10.01.03 Ejecución del mantenimiento de
equipos industriales. CVG Venalum. Pag. 3-6.
[6] PDVSA CIED. Instituto de desarrollo profesional y técnico: introducción a la
confiabilidad operacional. Venezuela, septiembre de 1999.
[7] VIESCA, C (1995). Análisis de modo y efecto de falla (AMEF). Manual de
referencia. Pag. 5-9.
[8] http://www.skf.com/skf/productcatalogue/calculationsfilter?print=true&info=calc2.
[9] http://www.venalum.com.ve/
[10] www.planificación.del.mantenimiento.htm.
[11] http://www.venalumi/sima/mnt1321.
ANEXOS
“C”
ANEXO A
Figura A.1 Rodamientos oscilantes de rodillos bipartidos para los soportes de los molinos de bolas lado libre.
Figura A.2 Rodamientos oscilantes de rodillos bipartidos para los soportes de los molinos de bolas lado acople.
Anexo B
Tabla B.1 Plan de mantenimiento rutinario motores de los molinos de bolas.
Parte a
N° Inspeccionar
1
Motor
Patrón
Actividad a Realizar
Nom Real
Estado
Frec B R M
Intervención
1 2 3 4
Acción correctiva
Limpiar motor
Chequear temperatura del motor
Chequear ruido del motor
Verificar consumo de corriente del motor
Verificar estado del ventilador del motor y tapa del ventilador
Chequear estado del freno del motor
MCCC; verificar fusibles de potencia, relé, térmico y contactor.
Megar el motor
Chequear estado del tubo flexible y terminales
Ajustar conexiones en bornera del motor
Hermetizar tapa de la bornera
Chequear alineación del motor
Chequear estado de las bases del motor
Chequear el funcionamiento del limite swichet de sobrecarga
Verificar estado de los tensores
Completar y ajustar tortillería
Limpiar seccionador y panel de control
Chequear estado del seccionador
Chequear estado de los tubo flexible
Chequear estado y funcionamiento de las paradas de emergencia
Revisado por:
Realizado por:
Ficha:
Ficha:
Fecha:
Procesado
por:
Ficha:
Fecha:
Tabla B.2 Plan de mantenimiento rutinario para soportes de los molinos de bolas.
Parte a
N° Inspeccionar
Actividad a Realizar
Verificar que no existan fugas de aceite a través de tuberías y conexiones. Si se
1
Soportes
presentan, corregir de inmediato.
Patrón
Nom Real
Verificar nivel de aceite del tanque de la bomba.
Revisar el nivel de aceite de los cojinetes del eje de accionamiento, complete si es
necesario y reemplace en caso de presentar contaminación utilizando disolvente
mecánico para retirar el aceite contaminado, agregue turbina aceite turbina 100.
Verificar condiciones de la superficie interna del babita de los cojinetes,
rasquetear, en caso de presentar ralladuras profundas sustituir.
Revisado por:
Realizado por:
Ficha:
Ficha:
Fecha:
Estado
Frec B R M
Intervención
1 2 3 4
Procesado
por:
Ficha:
Observaciones
Fecha:
Tabla B.3 Plan de mantenimiento rutinario para el sistema piñón corona de los molinos de bolas.
Parte a
N° Inspeccionar
Actividad a Realizar
Verificar
que
no
existan
fugas
de aceite a través del tanque de lubricación. Si se
1 Piñón
presentan, corregir de inmediato.
Corona
Patrón
Nom Real
Estado
Frec B R M
Intervención
1 2 3 4
Observaciones
Verificar nivel de aceite del tanque de la corona dentada, completar si es necesario.
Realizar inspección visual del estado del piñón y la corona.
Revisé el nivel de aceite del tanque de la corona dentada, complete si es necesario
y reemplace en caso de presentar contaminación. Ejecute el reemplazó mediante el
drenaje del aceite, limpie usando disolvente mecánico, seque el área utilizando
trapos limpios, luego agregue aceite nuevo utilizando la mezcla de seplatin y aceite
de engranaje 110490 Moliven.
Revisado por:
Realizado por:
Ficha:
Ficha:
Fecha:
Procesado
por:
Ficha:
Fecha:
Tabla B.4 Plan de mantenimiento rutinario para caja reductora de los molinos de bolas.
Parte a
N° Inspeccionar
Actividad a Realizar
Verificar que no existan fugas de aceite a través del tanque de lubricación. Si se
1
Caja
reductora presentan, corregir de inmediato.
Patrón
Nom Real
Estado
Frec B R M
Intervención
1 2 3 4
Observaciones
Verificar nivel de aceite del tanque de la corona dentada, completar si es necesario.
Realizar inspección visual del estado del piñón y la corona.
Revisé el nivel de aceite del tanque de la corona dentada, complete si es necesario
y reemplace en caso de presentar contaminación. Ejecute el reemplazó mediante el
drenaje del aceite, limpie usando disolvente mecánico, seque el área utilizando
trapos limpios, luego agregue aceite nuevo utilizando la mezcla de seplatin y aceite
de engranaje 110490 Moliven.
Revisado por:
Realizado por:
Ficha:
Ficha:
Procesado por:
Fecha:
Ficha:
Fecha: