Diseño de un Plan de Mantenimiento basado en MCC (página 2)

Tabla 4: Factores de Ocurrencia (O)

Fuente: Cantariño (2005)

Tabla 5: Factores de Severidad (S)

Fuente: Cantariño (2005)

Fórmula para obtener la falla funcional más crítica del sistema:

Falla _ más _ crítica= S*O*D (2)

2.1.4.4 Análisis de criticidad: En 2001 HUERTA(15), señaló que el objetivo de definir la criticidad de los equipos bien sea expresado en términos de severidad o en términos más globales como riesgo, es usar la esencia del concepto del análisis de Pareto, que es concentrarse en las causas que representan el mayor impacto y por lo general son un grupo muy reducido de la población en estudio, se lograrán los mayores beneficios. Esto es particularmente cierto cuando se analizan equipos mecánicos donde se aprecia que el mayor porcentaje de los problemas está concentrado en un pequeño grupo de elementos que son los que automáticamente se convierten en críticos puesto que desencadenan las mayores pérdidas.

2.1.4.4.1 Análisis de Criticidad mediante el método de Tony Ciliberti

El método de Jerarquización de Criticidad Basada en Riesgo, tomado del "National Petroleum Refiners Association – 1996" y presentado por CILIBERTI(16), tiene como objetivo el enfoque de técnicas de mantenimiento preventivo, predictivo, análisis de falla, mantenimiento correctivo, y análisis de confiabilidad a través de criterios divididos en impactos en las operaciones, la seguridad y ambiente. El Método de Tony Ciliberti, establece una serie de valores como herramientas para la estimación de cada factor asignándole diferentes pesos en base a las condiciones de operación, de ambiente y de seguridad que posean cada equipo o componente en estudio.

Los criterios a considerar durante la aplicación del Análisis de Criticidad mediante Tony Ciliberti son:

• Potencial Peligro Intrínseco:

Servicio Manejado (Fluido).

Condiciones de Diseño y Operación (Temperaturas, Presión, etc.).

• Potencial de Peligro en Seguridad Higiene y Ambiente

Factor de Mitigación de Riesgo (SHA).

• Potencial de Peligro en el Proceso

Flexibilidad y opción operacional.

• Frecuencia de Fallas

Número de fallas al año.

2.1.4.4.2 Aspectos a considerar para la realización del análisis de criticidad según TONY CILIBERTY

• Información recabada para el estudio

Para la realización del análisis de criticidad se debe recopilar la información mostrada en la figura 1

Fuente: Tony Ciliberty

Figura 1: Información a recabar para la realización del análisis de criticidad

• Conformación del equipo natural de trabajo

Para prioritizar la criticidad en el sistema en estudio, se debe conformar un equipo natural de trabajo, estructurado por personas relacionadas directamente con la operación y el mantenimiento de dicho sistema.

El Equipo de Trabajo, deberá estar conformado por un facilitador y personal de las organizaciones involucradas en el estudio tales como: operaciones, mantenimiento, procesos, ingeniería, SHA, entre otros. Este estuvo conformado por el siguiente personal:

En la mesas de trabajo se debe aclarar el objetivo de la actividad y definir los acuerdos de trabajo que conllevarán a culminar el análisis de forma adecuada. Estos acuerdos deben estar referidos a: horario, planificación de las reuniones, equipos y sistemas bajo estudio, entre otros aspectos.

El facilitador deberá ser el responsable de conducir el análisis. Ningún integrante del grupo podrá imponer su criterio al grupo para orientar los resultados a su punto de vista personal. El facilitador identificará los equipos y sistemas a ser analizados en el análisis de criticidad. Debe existir un verdadero consenso en las opiniones del grupo de trabajo.

Cada miembro del equipo deberá tener roles y responsabilidades claras, y cada compromiso del equipo debe ser asumido por cada persona como si fuera propio. De esta forma el trabajo individual se orientará al desempeño común del equipo.

• Diagramas de entrada – proceso – salida

Los Diagramas Funcionales de ENTRADA – PROCESO – SALIDA (EPS), indican de manera lógica y coherente la interconexión de las diversas etapas que comprende el proceso, y definen el contexto operacional de los equipos bajo estudio. Las funciones de los activos y sus respectivos estándares de ejecución se deben realizar de acuerdo a las exigencias operacionales y/o a la capacidad de diseño de los mismos.

En la figura 2 se representan en forma de cuadrado el sistema que inicia el proceso, señalando de donde proviene la materia prima a procesar, correspondiente a los sistemas en estudio. Al igual que para las salidas, las cuales están asociadas a las funciones inherentes a cada sistema, equipo o parte y a los productos primarios los cuales constituyen los principales propósitos del sistema, equipo o parte y los secundarios los cuales se derivan de funciones principales que cumple el sistema, equipo o parte.

Fuente: Carlos Parra

Figura 2: Diagrama Entrada – Proceso – Salida

• APLICACIÓN DEL MÉTODO DE TONY CILIBERTY

Para su ejecución, la técnica plantea 2 fases, las cuales son las siguientes:

• A. Establecimientos de criterios.

• B. Evaluación de criticidad.

• A. Establecimiento de Criterios.

Para cada elemento se establecieron los parámetros de evaluación del método de Tony Ciliberty. Para la aplicación del método de Tony Ciliberti en la mesa de trabajo se plantearon algunas preguntas modelo:

1. ¿Dónde está ubicado el equipo?.

2.¿Cuál es el servicio que maneja el equipo y cual es su función?.

3. ¿El equipo posee facilidades de bloqueo?.

4. ¿La falla o no disponibilidad del equipo pudiese afectar la seguridad (Personal o instalaciones), la salud o el ambiente?.

5. ¿Existe una opción de proceso para mitigar las consecuencias en SHA?.

6. ¿La falla o no disponibilidad del equipo pudiese afectar la normal producción de la unidad?.

6.1. ¿Ocasiona la pérdida completa de la capacidad de producción?.

6.2. ¿Ocasiona la pérdida de uno o mas productos de la unidad?.

6.3. ¿Forzaría a recircular o a realizar desvíos hacia tanque para reprocesar?.

6.4. ¿Reduce la eficiencia y confiabilidad a largo plazo?.

6.5. ¿Ocasiona la pérdida de calidad del producto o del control avanzado?.

7. ¿Existe una opción de proceso o equipo de respaldo ("spear") para mitigar la consecuencia en el proceso?.

• B. Evaluación de criticidad

En principio se debe hallar el ICSHA (índice de criticidad de consecuencias en Seguridad, Higiene y Ambiente) de donde:

ICSHA = FCSHA – FRSHA – FMSHA.

ICSHA = Índice de criticidad basado en SHA.

FCSHA = Factor de criticidad en SHA.

FRSHA = Factor de reducción en SHA.

FMSHA = Factor de mitigación en SHA.

Utilizando la Tabla No 6, se halla el criterio de evaluación factor de criticidad de SHA (FCSHA), y se establece con el riesgo químico del fluido de proceso con la clasificación de la NFPA, donde se considera la toxicidad, inflamabilidad y reactividad en una escala del 0 al 4. Adicionalmente se considera las condiciones de operación como son: temperatura, presión y R.P.M.

Tabla 6: Criterios de Evaluación Factor de Criticidad en SHA (FCSHA)

Fuente: Tony Ciliberty

El mayor de los 4 parámetros (servicio, temperatura, presión y revoluciones por minuto) determina el valor final de FCSHA.

Utilizando la tabla 7 se halla el factor FRSHA (Factor de Reducción de SHA) el cual considera la posibilidad de que la falla del equipo genere consecuencias sobre la seguridad, la salud y medio ambiente:

Tabla 7: Criterios de Evaluación del Factor de reducción de consecuencias (FRSHA)

Fuente: Tony Ciliberty

Utilizando la tabla 8 se halla el factor FMSHA (Factor de Mitigación de SHA) el cual evalúa si existe maniobra operacional o dispositivos de seguridad que permita mitigar las consecuencias:

Tabla 8: Criterios de Evaluación del Factor de mitigación en SHA (FMSHA)

Fuente: Tony Ciliberty

• CÁLCULO DEL ÍNDICE DE CRITICIDAD EN BASE AL PROCESO:

ICP = FCP – FRP

ICP = Índice de criticidad del proceso

FCP = Factor de criticidad del proceso

FRP= Factor de respaldo de proceso

En principio se halla el factor de criticidad de proceso FCP el cual evalúa la afectación de falla sobre las operaciones de acuerdo a las categorías mostradas en la Tabla 9:

Tabla 9: Criterios de Evaluación del Factor de Criticidad de Procesos (FCP), para el Cálculo del Índice de Criticidad por Procesos (ICP).

Fuente: Tony Ciliberty

Posteriormente se halla el Factor de Criticidad del Proceso (FRP), el Factor de Respaldo del Proceso (FRP), es un factor de corrección del factor anterior en función de si el equipo posee un respaldo o existe alguna maniobra operacional que evite consecuencias en las operaciones (Ver Tabla 10):

Tabla 10: Criterios de Evaluación del Factor de Respaldo de Proceso (FRP), para el Cálculo del Índice de Criticidad por Procesos (ICP)

Fuente: Tony Ciliberty

Posteriormente en base al registro de fallas, se haya la Frecuencia de fallas según tabla 11. Inicialmente se clasifica a los equipos por familia ya sea en rotativo o estático, en donde la frecuencia de falla se define de la siguiente manera:

Tabla 11: Criterio para el análisis de Fallas

Fuente: Tony Ciliberty

• Cálculo del Índice de criticidad en base al proceso basado en el riesgo (IGCBR)

IGCBR = ICSHAP (Índice de criticidad basado en Seguridad, Higiene y Ambiente y Procesos) vs FREC. FALLAS

Luego el valor de ICSHAP = ICSHA & ICP (valor de consecuencia de las fallas), se utiliza en la tabla 12, junto con el valor de frecuencia de fallas para hallar el IGCBR (Índice Global de criticidad basado en riesgo) el cual está formado por una letra que indica la clasificación del riesgo (alta, media, baja y no crítico), y tres dígitos seguidos que varían del 0 (menor impacto) al 4 (mayor impacto), que indican las implicaciones de falla del equipo en la seguridad y ambiente, en el proceso y la frecuencia de falla.

Tabla 12: Matriz de índice global de criticidad basado en riesgo

Fuente: Tony Ciliberty

De la tabla anterior se observa y se obtiene:

Posición del índice global de criticidad basado en riesgo (A) = Alta criticidad.

Posición del índice global de criticidad basado en riesgo (B) = Criticidad media.

Posición del índice global de criticidad basado en riesgo (C) = Baja criticidad.

Posición del índice global de criticidad basado en riesgo (D) = No crítico.

2.1.4.5 – Planes de Mantenimiento

Los planes de mantenimiento son un conjunto instrucciones que agrupa las tareas, inspecciones o actividades, seleccionadas y dirigidas a proteger la función de un activo, estableciendo para ello una frecuencia de ejecución, análisis de riesgos, mano de obra, tiempo de ejecución, repuestos, materiales y herramientas o equipos especiales(1).

Para elaborar un buen plan de mantenimiento, se deben tomar ciertas medidas que sirvan para aprovechar los recursos y cumplir con la ejecución de las tareas, las cuales son:

• Agrupar las actividades en base a Frecuencia y condición de ejecución, especialidad de la mano de obra, tiempo estimado de ejecución y secuencia de producción.

• Conocimiento de la capacidad o fuerza laboral de los distintos puestos de trabajo.

• Activación, seguimiento y obtención, de todos los insumos necesarios, para realizar las actividades dentro del plan.

• Un efectivo sistema de administración de mantenimiento y Definición de recursos que ejecutarán.

2.2 PRODUCTOS QUE SE OBTIENE EN LA FAJA DEL ORINOCO

En el 2000 Según MARTÍNEZ (17) Las definiciones aplicables a La Faja del Orinoco son:

2.2.1 Hidrocarburos: Sustancias químicas compuestas exclusivamente de hidrógeno y carbono.

2.2.2 Petróleo: Mezclas predominantemente de hidrocarburos que existen en la naturaleza.

2.2.3 Petróleo crudo: Petróleo con una viscosidad dinámica igual o menor a 10.000 mili pascales a la temperatura del yacimiento y presión atmosférica, libre de gas.

2.2.4 Crudo pesado natural: Porción de petróleo con una viscosidad dinámica igual o mayor a 10.000 mili pascales a la temperatura del yacimiento y presión atmosférica, libre de gas.

2.3 EQUIPOS ASOCIADOS AL SISTEMA DE DESHIDRATACIÓN/DESALACIÓN DEL MODULO DE PRODUCCIÓN Y EMULSIFICACIÓN -1 (MPE-1) DEL DISTRITO MORICHAL.

2.3.1 Deshidratador electrostático:

MINDIOLA(18) señala que un Deshidratador electrostático esta compuesto por un recipiente hermético a presiones moderadas y por un equipo auxiliar que depende del diseño. La corriente eléctrica, automáticamente controlada, entra al tratador luego de haber sido transformada en una de alto voltaje apropiado. Se usan uno o dos transformadores de 220 a 440 voltios y un voltaje de 11000 a 33000 voltios. A la instalación se le agregan dispositivos de control automático de flujo. La emulsión que va a ser tratada entra al deshidratador, entre dos electrodos de los cuales uno es fijo y el otro puede moverse en un plano vertical para ajustar convenientemente la distancia entre ellos. Una vez que se produce la ruptura de la emulsión, el agua es drenada y el petróleo limpio fluye por la parte superior de la unidad.

2.3.2 Desalador electrostático(18): Ídem al Deshidratador electrostático la diferencia esta en que a este se le inyecta agua fresca.

2.3.3 Bombas centrifugas: Según INTERNET(19) una bomba centrifuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Así, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrífuga tiene dos partes principales: (1) Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y (2) un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras.

Los datos técnicos, las condiciones de diseño y operación, históricos de fallas de los equipos recabadas en el levantamiento de información, se muestran en las tablas 13, 14, 15, 16, 17, 18 y 19 a continuación:

Tabla 13: Condiciones de operación de los Equipos Dinámicos Tren A del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

Tabla 14: Equipos Estáticos Sub sistema Tren A del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

Tabla 15: Equipos Dinámicos Sub sistema Tren B del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

Tabla 16: Equipos Estáticos Sub sistema Tren B del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

Tabla 17: Características de cada equipo Estático del Tren A

Fuente: Propia

Tabla 18: Características de cada equipo Estático del Tren B

Fuente: Propia

Tabla 19: Características de cada equipo Dinámico del Tren A y Tren B

Fuente: Propia

2.4 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROCESO DE LA MPE-1

La Planta de Manufactura MPE-1, está conformada por las siguientes áreas de proceso: tratamiento de crudo extrapesado (alimentación, precalentamiento primario, deshidratación/desalación), calentamiento y despojamiento. (Ver figura 3).

La corriente de crudo húmedo diluido proveniente de las Estaciones de Flujo J-20 y O-16 Área Extrapesado del Distrito Morichal, previo calentamiento en los intercambiadores E-101 A/B/C/D, hasta una temperatura de 118 °F, es recibido en el tanque de almacenamiento TK-109001, con un contenido de agua menor a 30% y un contenido de sal en el intervalo de 12000 a 30000 ppm NaCl (con base en la fase acuosa).

Fuente: LAGOVEN 1995

Figura 3: Esquema del proceso de la MPE-1

Mediante las bombas de carga P-201 A/B/C/D/E, esta corriente pasa hacia los procesos de precalentamiento primario y deshidratación-desalación los cuales constan de dos (2) trenes (Tren A y Tren B) de similar capacidad que trabajan en paralelo. A continuación se explica el proceso para un solo tren:

El tren de precalentamiento primario consta de cuatro unidades de intercambio de calor en serie, en los cuales se intercambia calor con las corrientes de diluente y crudo tratado provenientes de la torre despojadora T-201, a fin de alcanzar la temperatura óptima para el posterior proceso de deshidratación-desalación. El crudo húmedo diluido proveniente de las bombas P-201 A/B/C/D/E entra en el intercambiador de carcaza y tubos E-201, por el lado carcaza en el cual eleva la temperatura a 130°F aproximadamente, aprovechando el calor del diluente de la torre despojadora T-201, que circula por el lado tubos a 240 °F.

Posteriormente el crudo húmedo diluido entra al intercambiador E.202 el cual opera con un arreglo de seis (6) intercambiadores de tubo y carcaza en serie, en donde se eleva la temperatura del crudo Húmedo que circula por los tubos hasta 190 °F, aprovechando el calor del crudo extrapesado seco que circula por la carcaza a una temperatura aproximada de 270 °F proveniente de la torre despojadora T-201, previo paso de este por los intercambiadores E-204, pertenecientes al tren de calentamiento primario y el intercambiador E-207, perteneciente al tren de calentamiento.

A continuación dicho crudo entra al intercambiador de tubo y carcaza E-203, por el lado carcaza en donde la temperatura se eleva hasta 215 °F, aproximadamente, aprovechando el calor del diluente proveniente de la torre despojadora T-201 que circula por el lado tubos a 350 °F aproximadamente. Seguidamente el crudo húmedo diluido entra por la carcaza de los 4 intercambiadores E-204, arreglados en serie, elevando su temperatura por encima de 255 °F, aprovechando el calor del crudo extrapesado seco que circula a una temperatura de 350 °F aproximadamente, proveniente de la torre despojadora T-201, previo paso de este por el intercambiador E-207.

2.4.1 Descripción detallada del sistema de Desalación/Deshidratación de la MPE-1

Fuente: Propia

Figura 4: Sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

El crudo precalentado que proviene de los intercambiadores E-204, entra al proceso de deshidratación-desalación el cual consta de dos trenes (Trenes A y B) formados cada uno por un separador mecánico (DM-201 A/B) que trabajan en paralelo y cuatro desaladores electrostáticos que operan en serie (1ra y 2da etapa), (Ver figura 5).

Fuente: Propia

Figura 5: Sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

El crudo Húmedo diluido proveniente de la etapa de precalentamiento llega al separador mecánico DM-201A/B a través de una línea de 10 pulgadas tanto para el tren A como para el Tren B (Ver en Anexo 1 planos E0542-710101-DP20810 y E0542-710101-DP20808).

Dicho crudo Húmedo llega a una temperatura de 285 ºF y a una presión de 306 Psig. En la salida de cada Deshidratador mecánico, el crudo tiene una presión de 306 Psig.

En los Separadores mecánicos DM-201A se proporciona el tiempo necesario para la separación del agua asociada al crudo húmedo diluido. Este equipo debe operar a una presión por encima de la presión de vapor de la mezcla agua/crudo que contiene. El agua que es separada del crudo por decantación, es drenada hacia el SIAE.

A la salida del Separador mecánico DM 201A/B la corriente de crudo diluido tiene un contenido de agua entre 3 y 5% v/v, posteriormente se divide en dos corrientes iguales (52,8 MBD) para los Desaladores DS-202A y DS-201A, los cuales forman parte del Tren A, y para el Tren B.

Seguidamente el crudo antes de entrar a la primera etapa de Desalación, se mezcla con la recirculación del agua salada drenada desde la segunda etapa de desalación, a través de los equipos DS-201B/D (Tren A) y DS-202B/D (Tren B), por medio de las bombas P-202 A/B/C para el Tren A y P-202 D/E/F para el Tren B.

La primera etapa de desalación electrostática está conformada por los equipos: DS-201A, DS-202A (Tren A) y DS-201C, DS-202C (Tren B) y la principal función de dicha etapa es remover el agua que se encuentra emulsionada y obtener un Crudo pesado húmedo diluido con un contenido máximo de 3% v/v de agua.

Los Desaladores Electrostáticos trabajan con corriente alterna, disponen de rejillas paralelas horizontales, con una separación de 10 pulgadas, diseñados para manejar 20 BD/pie*2 de rejilla y de 2000 a 500 voltios por pulgadas de separación entre rejillas (Ver Figura 6).

Fuente: Propia

Figura 6: Desalador Electrostático DS-201C

En la salida de la primera etapa de Desalación se obtiene una presión normal del proceso de 250 Psig y una temperatura de 283 ºF

Después de salir el crudo de la primera etapa de desalación con aproximadamente 3% de agua y sedimentos, se mezcla con agua fresca enviada por las bombas P-207A, y la bomba P-207B, previo calentamiento (hasta 285 °F) en los intercambiadores E-103 A/B. Esta agua fresca se contacta con las gotas de agua salada presente en el Crudo pesado produciendo dos efectos, por un lado mejora el proceso de coalescencia y decantación del agua y por otro, disminuye la salinidad del agua remanente a través de la generación de campos eléctricos.

La segunda etapa de desalación electrostática está conformada por los equipos: DS-202B y DS-201B (Tren A) y DS-201D y DS-202D (Tren B), la principal función de dicha etapa es remover el agua que se encuentra emulsionada y obtener un Crudo pesado húmedo diluido con un contenido máximo de 1% v/v de agua y salinidad menor a 15 PTB.

Las variables de proceso en la salida de los Desaladores de la segunda etapa tienen un promedio de 282 ºF y una presión de 520 Psig.

El crudo diluido deshidratado y desalado después de salir de la segunda etapa de Deshidratación y Desalación es enviado por medio de las Bombas P-203A de la Bomba P-203B; de la Bomba P-203C, de la Bomba P-203D, al proceso de precalentamiento secundario, el cual esta conformado por los intercambiadores E-206 y E-207 y cuatro hornos de fuego directo F-201 A/B/C/D, de esta manera el crudo alcanza las condiciones óptimas para el proceso de despojamiento.

En principio la corriente de crudo diluido entra al intercambiador E-206, el cual opera con un arreglo de dos (2) intercambiadores de tubo y carcaza en serie, y eleva su temperatura hasta 324 °F. Como medio de calentamiento se utiliza un corte lateral de la torre despojadora. Posteriormente, el crudo entra al intercambiador E-207, que trabaja en serie, y eleva su temperatura hasta 454 °F aprovechando el calor del crudo tratado proveniente de la torre despojadora T-201.

En este punto las corrientes de Crudo pesado diluido del tren A y del tren B se unen y la resultante entra a un conjunto de calentadores de crudo, constituidos por cuatro (4) hornos de fuego directo que trabajan en paralelo y donde se alcanza una temperatura superior a 570 °F requerida para el proceso de separación crudo/diluente en la torre despojadora T-201.

El crudo diluido sale del tren de calentamiento y entra a la sección de despojamiento conformada por la torre despojadora T-201 y sus equipos asociados.

El crudo tratado proveniente de la torre, se envía mediante las bombas P-204 A/B/C hacia los trenes de precalentamiento secundario (Tren A y Tren B), al intercambiador E-207 y a los trenes de precalentamiento primario (Tren A y Tren B), a los intercambiadores E-204 y E-202, tal como se mencionó anteriormente. Finalmente, el crudo pasa a una etapa de enfriamiento en el intercambiador con agua E-211, alcanzando una temperatura de 170 °F para ser almacenado en los Tk´s 10001 y 10003.

CAPÍTULO III

Marco metodológico

En este capítulo se explica como se realizó el estudio, la muestra con la que se trabajó, se describe el tipo de investigación aplicado, el nivel y diseño de la misma, de igual manera se menciona la población y muestra, además de destacar la técnica y los instrumentos de recolección de datos. Finalmente se describen cada una de las fases que conllevaron al diseño del MCC en el sistema de Deshidratación/Desalación del la MPE-1.

• 1. TIPO DE ESTUDIO

La investigación será del tipo "Proyecto Factible" (Manual de trabajos de grado de especialización y maestría y tesis doctorales, Fedupel 1998:7(21)), el cual se caracteriza por estar dirigido a la elaboración de una propuesta de un modelo operativo viable para solucionar necesidades de un sistema, y el trabajo planteado propondrá un plan de mantenimiento centrado en la confiabilidad que disminuirá los costos por producción diferida y por mantenimientos no programadas, además permitirá establecer una sistema de mantenimiento preventivo.

Este trabajo cumplió con las etapas generales de levantamiento de información, diagnóstico, fundamentación teórica, procedimiento metodológico para la creación del plan de mantenimiento.

El diseño de la investigación de este trabajo fue de Campo, el cual se caracterizó por el análisis sistemático de problemas en la realidad, con el propósito bien sea de describirlos, interpretarlos, explicar su causas y efectos o predecir su ocurrencia. En este trabajo se tomaron los datos directamente del sitio en estudio (Sistema de deshidratación/Desalación de la MPE-1).

2. MUESTRA

Según Hernández (2007) (22) por muestra se entiende a una parte seleccionada o fracción de la población que se estudia. Para que una muestra sea representativa debe cumplir con determinados requisitos fundamentales:

1. El método de selección de la muestra debe permitir que todos los individuos o miembros de un universo tengan la misma probabilidad e independencia (uno del otro) de ser seleccionados en la muestra.

2. El tamaño de la muestra sea lo suficientemente grande para reflejar las características del universo que le interesan al investigador.

La muestra seleccionada para este estudio fueron los equipos que conforman al sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 (Ver Tabla 20), para lo cual:

DM: Separador mecánico.

DS: Deshidratador Electrostático.

P: Bomba Centrifuga.

Tabla 20: Equipos que conforman el sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

3. INSTRUMENTOS

3.1 RECOLECCIÓN DE DATOS.

Para la recolección de información que sirvió de soporte para esta investigación de teoría de MCC, Análisis de criticidad y conceptos de índices de mantenimiento, se realizaron consultas a bibliografías especializadas, revistas, trabajos de grado e Internet (Ver figura 7).

En cuanto a los datos necesarios para diagnosticar la situación actual del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1, se utilizaron las técnicas de observación, entrevista y encuesta. El instrumento para obtener la información técnica de campo, fue una guía de observación donde se registraron sistemáticamente los datos (Ver figura 7).

Fuente: Propia

Figura 7: Instrumentos y técnicas para la recolección de datos

3.2 ANÁLISIS DE LOS DATOS.

Para efectuar el diagnóstico de la situación actual del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 se realizaron los diagramas EFS (Entrada, Función, Salida) para cada uno de los equipos. Además se utilizó la técnica de Análisis de criticidad según Tony Ciliberty y se calcularon indicadores de mantenimiento como Confiabilidad, Mantenibilidad, Disponibilidad, TPO (Tiempo promedio operativo) y TPFS (Tiempo promedio fuera de servicio) (Ver Tabla 21).

Posteriormente se analizaron los modos y efectos de las fallas para cada uno de los equipos de dicho sistema.

Una vez que se recolectaron y se analizaron los datos, se definió cuales son los equipos más críticos del sistema, y se aplicó la filosofía de MCC para la creación del plan de mantenimiento, lo cual incluye la frecuencia para realizar las actividades de mantenimiento y los responsables de cada una de ellas.

Tabla 21: Variables a utilizar en el análisis de datos del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

4. DEFINICIÓN CONCEPTUAL Y OPERACIONAL DE LAS VARIABLES

Variable: Tiempo promedio operativo

Definición conceptual

Se define como el tiempo promedio que es capaz de operar el equipo a capacidad sin interrupciones dentro del período considerado; este constituye un indicador indirecto de la confiabilidad del equipo o sistema.

Definición operacional

Indica el tiempo en el cual cualquier equipo dinámico o estático del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 operó.

Variable: Tiempo promedio fuera de servicio

Definición conceptual

Indica el tiempo en el cual el activo se encuentra indisponible. Este índice esta formado por el tiempo para reparar (TPR) y el tiempo fuera de control (TFC).

Definición operacional

En el sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 el tiempo promedio fuera de servicio empieza la momento de que para el equipo por falla y culmina cuando el equipo vuelve a su estado operativo.

Variable: Disponibilidad

Definición conceptual:

Es una función que permite estimar en forma global el porcentaje de tiempo total en que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir la función para la cual fue destinado.

Definición operacional:

En el sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 la disponibilidad se estima en forma global el porcentaje de tiempo total en que se puede esperar que un equipo esté disponible para cumplir la función para la cual fue destinado. A través del estudio de dos factores, el TPO y el TPFS, es posible para la gerencia evaluar distintas alternativas de acción para lograr los aumentos necesarios de disponibilidad.

Variable: Confiabilidad

Definición conceptual:

Capacidad de un producto de realizar su función de la manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir también como la probabilidad en que un producto realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas

Definición operacional:

Probabilidad de que el tren A y el Tren B del sistema de Deshidratación/Desalación funcionen de acuerdo a las especificaciones operacionales y de diseño en forma continua durante una período de tiempo específico y a las condiciones ambientales de Morichal.

Variable: Costos

Definición conceptual:

Es el sacrificio, o esfuerzo económico que se debe realizar para lograr un objetivo.

Definición operacional:

La variable costos en el sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 es estimulada a través de la optimización del uso de mano de obra, cantidad de materiales, contratos y minimizar tiempos de paro; estableciendo objetivos atractivos desde el punto de vista de un beneficio potencial y el costo de mantenimiento.

Variable: Planes de mantenimiento

Definición conceptual:

Es un instrumento técnico-administrativo que permite orientar las labores y acciones que, en forma periódica o extraordinaria, deban efectuarse con la finalidad de mantener en perfecto estado de mantenimiento y de funcionamiento un sistema para lograr la eficiente operación que busca satisfacer las diversas necesidades del mismo.

Definición operacional:

Los planes de mantenimiento son un conjunto instrucciones que agrupa las tareas, inspecciones o actividades, seleccionadas y dirigidas a proteger la función de un activo, estableciendo para ello una frecuencia de ejecución, análisis de riesgos, mano de obra, tiempo de ejecución, repuestos, materiales y herramientas o equipos especiales(1).

Variable: Índice Global de criticidad

Definición conceptual:

Es la valoración global del fallo, indica la prioridad con que se deben aplicarse acciones preventivas. Viene dado por el ICSHAP (Índice de criticidad basado en Seguridad, Higiene y Ambiente y Procesos) vs FREC. FALLAS.

Definición operacional:

Indica el grado de jerarquización con que se deben tomar acciones de mantenimiento en el tren A y tren B del sistema de Deshidratación y Desalación de la MPE-1.

5. PROCEDIMIENTO UTILIZADO PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO DE GRADO

A continuación en la Figura 8 se describe el procedimiento paso a paso utilizado en la elaboración de este proyecto de grado:

Fuente: Propia

FIGURA 8 PROCEDIMIENTO UTILIZADO PARA LA REALIZACIÓN DEL PROYECTO DE GRADO

CAPITULO IV

Diagnóstico del sistema de deshidratación/desalación de la MPE-1

A continuación se muestra los resultados obtenidos del diagnóstico realizado al sistema de deshidratación/desalación de la MPE-1, en donde se recopila el registro de fallas, la inspección visual realizada a cada equipo y los resultados del análisis de criticidad realizado según la metodología de Tony Ciliberty.

COMPONENTES A EVALUAR

Los componentes a evaluar pertenecen al sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 (Ver Figura 3). Para el proceso de división de los componentes y/o equipos asociados al sistema de deshidratación/Desalación, el equipo natural de trabajo decidió que cada elemento a estudiar sea evaluado por separado para así jerarquizarlos según su impacto en la seguridad, ambiente y producción.

Es por ello que para efecto del presente trabajo, se procedió a dividir el tren A y B del sistema de deshidratación y desalación por componentes y equipos, a fin de determinar las más criticas, con el objeto de posteriormente aplicar la filosofía MCC. Los equipos considerados a estudiar para el análisis de criticidad se muestran en la tabla 22:

Tabla 22: Equipos considerado para estudio de análisis de criticidad

CONFORMACIÓN DEL EQUIPO NATURAL DE TRABAJO

En esta etapa se procedió a conformar el equipo natural de trabajo, estructurado por personas relacionadas directamente con la operación, la seguridad, el proceso y el mantenimiento de la Estación Principal:

Un facilitador.

Personal de Procesos.

Personal de mantenimiento operacional MPE-1.

Personal de SHA.

Personal de Operaciones.

REALIZACIÓN DE LOS DIAGRAMAS FUNCIONALES DE ENTRADA – PROCESO – SALIDA (EPS)

Los diagramas EPS se realizaron para cada tipo de equipo del sistema de Deshidratación/Desalación (Ver Figuras 9, 10, 11 y 12) respectivamente, determinando las funciones y los estándares de funcionamiento, considerando el contexto operativo de cada sistema en particular, las variables que entran y salen del mismo, los sistemas asociados, los dispositivos de seguridad y el perfil de operación:

Fuente: Propia

Figura 9: Diagrama EPS para el Desalador Electrostático asociado a la primera etapa del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

Figura 10: Diagrama EPS para las bombas de recirculación de agua salada del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1.

Fuente: Propia

Figura 11: Diagrama EPS para la Bomba de recirculación de agua salada asociado al sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1.

Fuente: Propia

Figura 12: Diagrama EPS para el Separador mecánico asociado al sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1.

• 1 INSPECCIÓN VISUAL

En las tablas 36, 37, 38 y 39 del Apéndice 1, se resume la inspección visual realizada a los equipos estáticos y dinámicos, del sistema de Deshidratación / Desalación de la MPE-1, con el propósito fundamental de verificar la integridad física, y mecánica de cada una de las partes (Aislamiento térmico, Boquillas, soportería e infraestructura) que conforma a cada equipo, lo cual generó necesidades de mantenimiento preventivo y/o correctivo. La frecuencia de inspección establecida en la planta para los equipos estáticos es anual, por lo crítico del proceso. El análisis de vibraciones en los equipos dinámicos se realiza mensual. Los criterios de aceptación y rechazo de cada componente fueron tomados de las normas PDVSA. Entre las observaciones más importantes destacan las siguientes:

Para los equipos Estáticos:

• El aislamiento térmico que recubre el cuerpo de algunas separadores y Deshidratadores se encuentra deteriorado, lo que permite la entrada de humedad generando a futuro corrosión

• Fuga de crudo por la prensa empaque asociada a Boquilla en algunos Deshidratadores y Desaladores

Para los equipos dinámicos:

• Desgaste en la pintura de la carcaza de algunas de las Bombas.

• Skid o patín en algunas de las Bombas se encuentra deteriorado

• 2 REGISTROS DE FALLAS

En base a la búsqueda de información realizada, no se evidencia registros de indicadores de fallas en años anteriores al 2005 referidos a las instalaciones del Sistema de Deshidratación Desalación de la MPE-1 del Distrito Morichal. La información de registros de fallas fue tomada del Departamento de confiabilidad de la Superintendencia de Ingeniería de Mantenimiento adscrito a la Gerencia de mantenimiento.

En el estudio realizado, se tomaron en consideración las paradas imprevistas atribuibles al funcionamiento del equipo en las disciplinas: mecánica, electricidad e instrumentación. No fueron tomadas en cuenta las paradas planificadas de mantenimiento preventivo e inspección.

En la tabla 23 se resume el número de fallas que obtuvo cada equipo entre los años 2006 y 2007, resaltando los equipos que tuvieron una cantidad mayor o igual a 2, los cuales fueron utilizados en los estudios de confiabilidad y disponibilidad realizados.

Tabla 23: Cantidad de fallas para los equipos del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: Propia

En las tabla 24 y 25 se presentan los registros de fallas ordenados por fecha de ocurrencia en forma descendente tanto para el Tren A como para el Tren B. En dichas tablas también se muestran los resultados de los cálculos hechos para hallar TPPR, TPO y TMEF en cada equipo.

En el año 2006 se registraron en el Sistema de Deshidratación/Desalación para el Tren A un total de 5 fallas, 100% asociados a equipos rotativos. De este número de eventos, los cinco corresponden a la disciplina mecánica. En el año 2007 para el Tren A un total de 3 fallas 100% asociados a equipos rotativos. De este número de eventos, los tres corresponden a la disciplina mecánica.

Tabla 24: Resumen historial de fallas Tren A

Fuente: Propia

En el año 2006 para el Tren B se registraron un total de 13 fallas, 9 asociados a equipos rotativos y 4 a equipos estáticos. De este número de eventos, 9 correspondieron a la disciplina mecánica y 4 a fallas eléctricas. En el año 2007 se registraron un total de 6 fallas, 40 % asociadas a equipos rotativos y 60% a equipos estáticos. De este número de eventos 2 correspondieron a la disciplina mecánica y 4 a la disciplina de electricidad e instrumentación.

Tabla 25: Resumen historial de fallas Tren B

Fuente: Propia

En el Gráfico N° 3 se muestra el diagrama de Pareto realizado para los equipos del Tren A en donde en el eje X describe los modos de fallas asociados a dichos equipos y en el eje y se cuantifican las frecuencias de cada modo de falla.

La frecuencia de fallas en la Bomba P-202C y de la bomba P-202A representa el 75 % del total de fallas ocurridas durante el año 2006 y 2007 en el Tren A.

Se observa para el Tren A que los modos de falla son Empaques y Rodamientos dañados asociados a la disciplina mecánica, representando 50% y 50 % respectivamente, del total de fallas ocurridas durante el 2006 y 2007 en el Tren A.

Fuente: Propia

Gráfico 3: Pareto de Modos de fallas en el Tren A del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1.

La frecuencia de fallas en los equipos estáticos DM-201B, DM-201C y DS-202D representan 7,69, 15,38 y 15,38% respectivamente. En los equipos dinámicos en la P-202E y P-202F representan 30,77 % en cada una, del total de fallas ocurridas durante el 2006 y 2007 en el tren B (Ver Gráfico No 4).

Se observa para el Tren B que los modos de fallas asociados a la disciplina mecánica son: Rodamientos dañados, empaques dañados y cojinetes dañados los cuales representan 57,14%, 14,29% y 3,57 % respectivamente. Los modos de fallas asociados a la disciplina eléctrica son: Breaker dañado, falla en válvula de control, relé de bloqueo dañado, falla en transmisor de nivel, falla en tarjeta electrónica y falla en la señal neumática, los cuales representan 7,14%, y el resto 3,57% cada uno, respectivamente del total de modos de fallas ocurridos durante el 2006 y 2007 en el Tren B (Ver Gráfico No 4).

Fuente: Propia

Gráfico 4: Pareto de Modos de fallas en el Tren B del sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1.

6 CÁLCULO DE CONFIABILIDAD PARA LOS EQUIPOS DEL SISTEMA DE DESHIDRATACIÓN/DESALACIÓN DE LA MPE-1 UTILIZANDO EL SOFTWARE WEIBULL 7

Se realizó cálculo de los indicadores de confiabilidad y disponibilidad a los equipos que presentaron una cantidad de fallas mayor o igual a 2 (Ver Tabla 26 y 27).

Tabla 26: Datos arrojados por el Software Weibull 7 para el Tren A

Tabla 27: Datos arrojados por el Software Weibull 7 para el Tren B

Continuación Tabla 4.16…

En la tabla 28 se observa que la Bomba P-202A es la menos confiable luego de operar 5000 Horas (se calculó en base a los tiempo de parada y operacionales de la planta) una vez ocurrida la última falla (14,21%), y el Separador mecánico DM-201B la más confiable (58,18%).

Tabla 28: Resumen confiabilidad a los Equipos del Tren A y el Tren B asociados al sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1

Fuente: propia

7 DISPONIBILIDAD PARA LOS EQUIPOS ESTÁTICOS DEL SISTEMA DE DESHIDRATACIÓN/DESALACIÓN DE LA MPE-1

En la Tabla 29 se muestran los valores de no disponibilidad para los equipos estáticos del sistema de Deshidratación/Desalación que poseen mas de dos fallas y los cuales no poseen "spear" (equipo de respaldo), que, a diferencia de los equipos dinámicos, en donde al fallar uno de los equipos, existen uno o dos más que pueden respaldar las operaciones. Aunque los equipos Estáticos DS-201C y DS-202D han fallado menos de tres veces, los tiempos de reparación asociados a ellos han sido los mayores, es decir las reparaciones no se han efectuado con rapidez.

Tabla 29: Producción diferida debido a no disponibilidad de los Equipos Estáticos del sistema de Desalación/Deshidratación de la MPE-1

Fuente: SAP PM

8 ANÁLISIS DE CRITICIDAD SEGÚN TONY CILIBERTY

En las Tablas 30, 31, 32 y 33, se muestran la lista final jerarquizada de los equipos asociados al sistema de Deshidratación y Desalación de la MPE-1, según el impacto asociado en el proceso, seguridad en el personal, implicaciones en el medio ambiente y la frecuencia de fallas. La lista agrupa a los equipos de alta criticidad y media criticidad. También se puede observar una columna con el Índice de Criticidad por Consecuencias y otra con el Índice Global de Criticidad.

Tabla 30: Resumen resultados análisis de criticidad para los equipos del Tren A sistema de Deshidratación/Desalación de la MPE-1 según el Método de Tony Ciliberty

Fuente: Propia

Tabla 31: Lista de Equipos Tren A sistema Deshidratación/Desalación, jerarquizada de mayor criticidad a mediana criticidad

Fuente: Propia