Propuestas para mejorar operatividad secador CEMTEC PA-9001 (página 2)

Uno de los objetivos más importantes de este tipo de prueba, es la realización de una reseña histórica del material buscando micro estructura, inclusiones, tratamientos térmicos a los que haya sido sometido, micro-rechupes, con el fin de determinar si dicho material cumple con los requisitos para los cuales ha sido diseñado; además hallaremos la presencia de material fundido, forjado y laminado. Se conocerá la distribución de fases que componen la aleación y las inclusiones no metálicas, así como la presencia de segregaciones y otras heterogeneidades que tan profundamente puedan modificar las propiedades mecánicas y el comportamiento general del metal.

Para este ensayo se requiere una gran tecnología y experiencia por que el proceso de análisis metalográfico es de gran cuidado y precisión.

El análisis de las microfotografías es complejo aunque se realice a simple vista ya que se debe tener un conocimiento amplio de la gran cantidad de casos que se pueden presentar.

3. PREGUNTAS DE LA INVESTIGACIÓN

La intención de realizar las siguientes preguntas es para conocer cuales podrían ser las posibles causar de la problemática que se esta presentando es el equipo en estudio

¿La gestión de mantenimiento aplicada al Secador CEMTEC PA-9001 es la más idónea?

¿La caracterización de fallas permitirá el análisis exhaustivo de las mismas?

¿Las propiedades mecánicas y químicas del material en el cual se encuentran fabricados los lifters son las adecuadas para las condiciones de trabajo actuales?

¿Es necesario diseñar manuales de mantenimiento y formularios que permitan dejar registros de las actividades desarrolladas?

4. SISTEMA DE VARIABLES

A continuación se presenta la definición conceptual y operacional de las variables objeto de estudio:

4.1 Variable: Dureza. Definición Conceptual:

La dureza es la resistencia que opone un material a ser penetrado por otro.

4.2 Variable: Dureza. Definición Operacional:

Para efecto del presente estudio la variable "dureza" será medida o considerada como el valor obtenido luego de aplicado el ensayo rockwell en los laboratorios de CVG ALCASA.

4.3 Variable: Tracción. Definición Conceptual

Esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

4.4 Variable: Tracción. Definición Operacional:

Para efecto del presente estudio la variable "tracción" será medida o considerada como el valor obtenido luego de aplicado el ensayo en los laboratorios de CVG ALCASA, con el fin de someter a una probeta normalizada realizada con dicho material a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta.

4.5 Variable: Metalografía. Definición Conceptual

La metalografía es la ciencia que estudia las características estructurales o constitutivas de un metal o aleación relacionándolas con las propiedades físicas y mecánicas.

4.4 Variable: Metalografía. Definición Operacional:

Para efecto del presente estudio la variable "composición metalográfica" será medida o considerada como el valor obtenido luego de aplicado el ensayo en los laboratorios de CVG ALCASA, a fin de obtener la estructura metalográfica.

5. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES

A continuación se presenta la tabla 2: operacionalización de las variables objeto de estudio:

Tabla 2. Operacionalización de las Variables

CAPÍTULO 3

Diseño metodológico

En este capítulo se explica cómo se efectúa el desarrollo mediante la definición del tipo de estudio a realizarse, la población o muestra con la que se trabaja, los instrumentos a utilizar y finalmente la descripción de cada una de las fases que permitirán proponer acciones para mejorar la operatividad del secador CEMTEC PA-

9001 de la Planta de Secado de Mineral de Hierro de CVG FERROMINERA ORINOCO C.A

1 TIPO DE ESTUDIO

Este estudio se desarrolló en dos etapas, la primera fase es de tipo evaluativo, ya que se tuvo que analizar las condiciones actuales en que se encuentra la gestión de mantenimiento del equipo en estudio, y la segunda fase como una investigación no experimental de tipo aplicada. En tal sentido Una investigación es de tipo evaluativo, según el Manual de Trabajo de Grado de la UPEL (1998), "es la que se encarga de analizar la situación actual de la problemática a tratar, para así poder tener una

visión clara de lo que la genera" (17).

En tal sentido, para la fase de evaluación se realizó un diagnóstico de la filosofía de mantenimiento, seguido de un análisis FODA, y aplicación de un cuestionario diagnóstico.

La segunda fase se desarrolló como una investigación del tipo aplicada. Y de acuerdo con la definición señalada Investigación aplicada. Persigue fines inmediatos y concretos, y según afirma VÉLEZ (2001), a través de la búsqueda de "la obtención de un nuevo conocimiento técnico con aplicación inmediata a un problema determinado" (18)

De acuerdo con el autor citado anteriormente, el presente estudio se consideró como una investigación aplicada o tecnológica ya que con base en los resultados del estudio evaluativo permitió proponer acciones para mejorar la operatividad del secador CEMTEC PA-9001 de la Planta de Secado de Mineral de Hierro de CVG FERROMINERA ORINOCO C.A

2 MUESTRA.

De acuerdo con los objetivos del presente estudio es necesario que se definan claramente las características de la muestra que será objeto de investigación. Por ello debe establecerse la unidad de análisis y delimitación tanto de la población como de la muestra en estudio.

La muestra es definida por SABINO (2001), como la "parte del todo que llamamos universo y que sirve para representarlo" (19). Tiene diferentes definiciones según el tipo de estudio que se esté realizando. Para los estudios cuantitativos, no es más que un subgrupo de la población del cual se recolectan los datos y debe ser representativo de dicha población. Para las investigaciones cualitativas, son la "unidad de análisis o conjunto de personas, contextos, eventos o sucesos sobre el (la) cual se

recolectan los datos sin que necesariamente sean representativo (a) del universo.

En el caso de la temática de investigación la muestra quedó definida por los

lifters del los secadores existentes en la empresa.

3 INSTRUMENTOS

Para la obtención de los datos e información que, permite el estudio Y dar las propuestas para mejorar la operatividad del secador CENTEC PA-9001 de la planta de secado de mineral de hierro de CVG FERROMINERA ORINOCO, C.A se utilizó los siguientes:

3.1 NORMAS Y MANUALES

Norma COVENIN 3049-93, referida al Mantenimiento y sus Definiciones. Esta Norma venezolana establece el marco conceptual de la función mantenimiento a fin de tender a la unificación de criterios y principios básicos de dicha función. Su aplicación está dirigida a aquellos sistemas en operación, sujetos a acciones de mantenimiento.

Norma COVENIN 299-89, referida a los Materiales Metálicos y Ensayos de Tracción. Esta norma venezolana establece el método de ensayo de tracción para materiales metálicos.

3.2 ENTREVISTAS NO ESTRUCTURADAS

Es aquella que consiste en la no-estandarización formal, involucrando, por tanto, un margen grande de libertad para formular las preguntas y las respuestas. Dentro de la entrevista no estructurada se encuentran las de tipo informal, que es la modalidad menos estructurada posible, ya que se reduce a una simple conversación sobre el tema de estudio. Este tipo de entrevista se orientó al personal que está involucrado al con las gestiones de mantenimiento del Secador en estudio.

4 PROCEDIMIENTO

4.1 Se analizaron las referencias bibliográficas documentación teórica y técnica referida a la gerencia de mantenimiento y sistemas y equipos de la Planta de Secado de Mineral de Hierro de CVG FERROMINERA ORINOCO C.A

4.2 Se diseñó un cuestionario de diagnóstico que permitió la evaluación de la situación actual de las gestiones de mantenimiento actualmente realizadas.

4.3 Se caracterizaron las fallas de los lifters del secador a través de la elaboración de diagramas de Ishikawa

4.4 Se evaluaron las propiedades mecánicas y químicas de los lifters del secador antes instalado y el actual, a fin de realizar comparaciones.

4.5 Se analizaron los resultados de los ensayos de dureza y tracción aplicados a los

lifters de los secadores.

4.6 Se diseñó un manual de procedimientos para la gestión de mantenimiento del secador CEMTEC PA-9001, que contiene formularios para dejar evidencia de las intervenciones de mantenimiento que se realicen en el mismo.

CAPÍTULO 4

Resultados

A continuación se encuentra el desarrollo de los objetivos específicos planteados que permiten dar respuesta al planteamiento problemático de la presente temática de investigación

1. DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA GESTIÓN DE MANTENIMIENTO REALIZADA EN EL SECADOR CEMTEC PA-9001.

La Planta de Procesamiento de Mineral de Hierro de FERROMINERA ORINOCO C.A, en la línea de producción dispone de una estación de secado, en la que se encuentra un secador rotativo que se encarga de reducir la humedad del mineral proveniente de la estación de cernido natural, con la finalidad de facilitar la separación de las partículas finas adheridas al mineral grueso.

Anteriormente, en esta estación de secado se encontraba un secador denominado Kennedy Van SAUN, el cual por instrucciones del fabricante debía ser reemplazado al cumplimiento de su vida útil promedio que eran de 15 años. Sin embargo, debido al excelente funcionamiento del mismo, y a la intervención oportuna de actividades de mantenimiento preventivo, este equipo se mantuvo operando durante 33 años (el doble de la vida útil). Durante el tiempo en que el secador Kennedy Van SAUN se mantuvo operativo, se le hicieron intervenciones de mantenimiento preventivo de manera anual, en las cuales se aprovechaba para realizar aquellas correcciones que ameritaba, tal es el caso del cambio de los lifters que sufrieran de fracturas o desgastes de material, los cuales tenían una vida promedio de dos años. Los lifters de este secador según el manual del fabricante estaban construidos de Acero A-36 con recubrimiento R400, y el sistema de sujeción era con pernos A-325, la ilustración de estos lifters se puede visualizar en la continuación (ver figura 3).

Figura 3. Lifters Secador Kennedy Van SAUN. Fuente: El Autor (2009)

Ahora bien, en el 2005, el secador primeramente instalado (Kennedy Van SAUN)

fue remplazado por uno nuevo cuyo modelo y marca corresponden a CEMTEC PA-

9001, las características técnicas principales de este secador se encuentran a continuación (ver tabla 2 y 3).

Tabla 2. Características técnicas secador CEMTEC PA-9001.

Fuente: MANUALES DEL FABRIANTE CVG FERROMINERA ORINOCO C.A (2009)

Tabla 3. Continuación de Características técnicas secador CEMTEC PA-9001.

Fuente: MANUALES DEL FABRICANTE CVG FERROMINERA ORINOCO C.A (2009)

El secador rotativo CEMTEC PA-9001 es de flujo paralelo, diseñado, construido, instalado y puesto en operación para procesar hasta 1000 TPH, cuenta con cilindro rotativo y elevadores interiores, los cuales están sometidos a un exigente proceso continuo en ambiente agresivo de corrosión y altas temperaturas.

El proceso de secado consiste en aplicar calor a los sólidos bien sea por contacto directo con gases calientes o por contacto indirecto a través de la paredes de los secadores, esto para disminuir la humedad del mineral de hierro que al entrar al cilindro puede ser de 6% hasta 11%, y su objetivo es que a la salida dicha humedad haya sido reducida hasta un 0.3% aproximadamente.

El mineral grueso (+3/8" y 1 ¾") proveniente de la tolva de compensación de 2000 toneladas es ingresado a los secadores rotativos a través de alimentadores de bandas (Feeders) y cintas transportadoras.

Este mineral ingresa a los secadores y rota por medio de aletas internas (lifters) a medida que se desplaza a lo largo del mismo (la temperatura de entrada es de aproximadamente 600 – 800 ºC y el de salida es de 80 – 100 °C); la capacidad de los secadores actualmente es de 600-800 tn/h, con un diámetro aproximado de 5,2 metros y de longitud 32,0 metros aproximadamente, el tiempo de recorrido del mineral dentro de ellos es de 20 minutos, luego es enviado por medio de cintas transportadoras hasta la estación de cernido grueso o seco.

Como se pudo notar, este secador se encuentra sometido a condiciones de temperatura y corrosión que deben ser tomadas en cuenta para la realización de inspecciones que permitan visualizar el estado interno de los mismos.

Luego de dos años de operación, el CEMTEC PA-9001 ha requerido de una parada de mantenimiento mayor, debido al desgaste generalizado de los lifters que lo componen. Es importante mencionar que según el fabricante estos lifters están fabricados en acero HARDOX 400 y el método de anclaje es con pernos DIN 933. La

visualización del desgaste de los lifters de este secador se puede visualizar a continuación(ver figura 4).

Figura 4. Lifters Desgastados del Secador CEMTEC PA-9001. Fuente: El Autor, (2009)

A diferencia de los lifters del antiguo secador, los cuales se encuentran sujetados

a la estructura del secador de manera individual, estos lifters se encuentran todos sujetados sobre una misma lámina, lo que ocasiona que se efectúe el levantamiento o desprendimiento de los mismos en cadena, una vez que uno de ellos se comience a despegar.

En vista a lo anterior se requiere de un análisis que permita la comparación entre la utilidad de los lifters del secador antiguo con el secador actualmente utilizado, con la finalidad de tomar decisiones de reemplazo de lifters basados en un estudio que lo justifique, logrando de esta manera la operatividad del equipo y por lo tanto la continuidad del proceso productivo de la organización.

Es importante resaltar las actividades que lleva a cabo la Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro, en donde se invierten cantidades considerables de horas hombres para garantizar la continuidad del proceso productivo de la empresa. Cabe destacar que estas actividades fueron extraídas del sistema SAP de ésta Unidad, las cuales fueron facilitadas por el personal que labora directamente con las mismas; por consiguiente, ésta data especifica las fechas y el tipo de mantenimiento ejecutado en los años comprendidos de 2006 hasta 2008. Dichos datos se encuentran ordenados desde el mayor grado de impacto sobre la operatividad hasta el menor grado.

Tabla 4. Actividades de Mantenimientos realizadas al secador

CEMTEC PA-9001.

Fuente: El Autor. Datos modificados por el autor extraídos del Sistema SAP de la

Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro. (2009)

Tabla 5. Continuación de las Actividades de Mantenimientos realizadas al secador CEMTEC PA-9001.

Fuente: El Autor. Datos modificados por el autor extraídos del Sistema SAP de la

Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro. (2009)

Tabla 6. Continuación de las Actividades de Mantenimientos realizadas al secador CEMTEC Pa-9001.

Fuente: El Autor. Datos modificados por el autor extraídos del Sistema SAP de la

Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro. (2009)

Cabe destacar, que se está realizando un estudio previo de las fallas que ha presentado el secador CEMTEC PA-9001, por tanto no se puede evadir ninguna prueba importante; y de esta manera se muestran inicialmente, en los cuadros anteriores, cada una de las actividades realizadas por el personal de la Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro.

En dicho estudio detallado se requiere generalmente un conocimiento de la historia del servicio que presta este equipo. Para ello es importante obtener tantos datos como sean posibles de la propia pieza que falló, además de examinar, en conjunto con el personal de la Gerencia, sus condiciones. En este sentido se aplicaron diversas preguntas al personal que trabaja directamente con el mantenimiento de este equipo tan importante para el proceso productivo de la empresa. Entre estas, se tienen:

¿Cuánto tiempo estuvo el equipo en funcionamiento?

La respuesta emitida por la mayoría de personal fue que el tiempo que estuvo sometido el equipo fue aproximadamente 2 años.

¿Estuvo el equipo sometida a una sobrecarga?

La respuesta emitida por la mayoría de personal fue que el secador CEMTEC PA-9001 en sus dos años operativos, no fue sometido a sobrecarga, ya que trabajó en las condiciones recomendadas por el fabricante.

¿Se instaló adecuadamente el equipo?

Es importante mencionar que el secador CEMTEC PA-9001, a pesar de venir con todas las especificaciones del fabricante, pudo ser instalado con todos los parámetros técnicos y seguridad para su uso adecuado.

¿Tuvo el equipo un mantenimiento adecuado?

Evidentemente el personal que labora directamente con actividades o gestiones del secador CEMTEC PA-9001, opina que si se realiza adecuadamente el mantenimiento al mismo.

De las interrogantes realizada a manera de entrevista no estructurada, se desprende la afirmación que da pie al desarrollo de los siguientes objetivos, la cual es que el problema que se viene presentando en los lifters del secador no radican en carencia de prácticas de mantenimiento, ni dificultades en la instalación o uso de la maquinaria, es por ello que se requiere de un estudio que comprenda el origen del desgaste de los lifters, por lo que se planteó un estudio de dureza, metalografía y tracción del material para determinar si esta es la causa que origina la problemática en estudio.

Para continuar con el diagnóstico, surgió la iniciativa de evaluar los aspectos externos e internos a la gestión de mantenimiento, para ello se aplicó la matriz FODA. El análisis FODA es una de las herramientas esenciales que provee de los insumos necesarios al proceso de planeación estratégica, proporcionando la información necesaria para la implantación de acciones y medidas correctivas y la generación de nuevos o mejores proyectos de mejora. En el proceso de análisis de las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas, Análisis FODA, se consideran los factores económicos, políticos, sociales y culturales que representan las influencias del ámbito externo y que inciden sobre su que hacer interno, ya que potencialmente pueden favorecer o poner en riesgo el cumplimiento de la Misión organizacional.

La previsión de esas oportunidades y amenazas posibilita la construcción de escenarios anticipados que permitan reorientar el rumbo de las fortalezas y debilidades que corresponden al ámbito interno del departamento, y dentro del proceso de planeación estratégica, se debe realizar el análisis de cuáles son esas fortalezas con las que cuenta y cuáles las debilidades que obstaculizan el cumplimiento de sus objetivos.

Para la realización del análisis FODA, es necesaria la evaluación interna y externa de la organización para poder definir e identificar las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas de acuerdo a la gestión de mantenimiento actualmente llevada a cabo en el Secador CEMTEC PA-9001:

Tabla 7. Matriz FODA

Fuente: Elaborado por el autor (2009)

2. CARACTERIZACIÓN DE FALLAS DE LOS LIFTERS DEL SECADOR CEMTEC PA-9001.

En esta fase de la investigación se pudo detectar el déficit de información y data de fallas del equipo, es decir, la Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro no posee un historial que indique las fallas ocurridas en el equipo en cierto período de tiempo, sin embargo cuenta con la data de intervenciones de mantenimiento la cual fue mostrada anteriormente.

Para la caracterización de las fallas de los lifters del Secador CEMTEC PA-9001, se procedió a realizar un diagrama causa-efecto con la colaboración del personal que labora directamente con este equipo, dicho diagrama puede ser visualizado en la figura

a continuación:

Figura . Fallas ocurrentes en los lifters del Secador CEMTEC PA-9001. Fuente: El

Autor, (2009)

Como se pudo notar en la anterior figura, las fallas más ocurrentes presentadas en los lifters del secador CEMTEC PA-9001, detectadas mediante consenso fueron:

• Desprendimiento de los lifters, el cual puede ser causado por el sistema de sujeción que posee, ya que, al momento de desprenderse uno de ellos, la lámina a la que se encuentran sujetos se va levantado de manera consecutiva hasta lograr el desprendimiento de todos los lifters que estén unidos a dicha lámina; y el sistema de sujeción, en función a los pernos que son utilizados en la actualidad.

• Desgaste del material, el cual pude ser causado por las condiciones de alta temperatura y corrosión a los que se encuentran sometidos, cumplimiento de la vida útil del lifter, o el material, así como las dimensiones pueden ser las inadecuadas para el trabajo que se encuentran realizando.

• Fractura del material, la cual puede ser causada por las condiciones de alta temperatura y corrosión a la cual se encuentra sometido, las propiedades químicas y mecánicas sean las inadecuadas, así como el método de sujeción.

En función a la caracterización de las fallas antes expuestas, se determinó en primera instancia que se debe estudiar detalladamente las causas del desgaste y factura del material, mediante una evaluación de las propiedades mecánicas y químicas del material en el que están fabricados los lifters del secador CEMTEC PA-9001, y los lifters del antiguo secador Kennedy Van SAUN, debido a que estos últimos no demostraron el desgaste y las fracturas que presentan las del secador actual, con la finalidad de realizar una comparación que permita determinar las causas de las fallas presentadas. La evaluación de tales propiedades se presenta a continuación.

3. EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y QUÍMICAS DE LOS LIFTERS DE LOS SECADORES MEDIANTE ENSAYOS DE DUREZA Y TRACCIÓN.

Para evaluar las propiedades mecánicas y químicas de los lifters del secador "antiguo" Kennedy Van SAUN, y el actual CEMTEC PA-9001, se procedió a tomar muestras del material en el que se encuentran fabricados, para ello se tomó la muestra de un pedazo de un lifter nuevo del secador Kennedy Van SAUN, y una muestra de un pedazo de una lifter usado del secador CEMTEC PA-9001.

Recolectadas ambas muestras, se procedió a enviarlas al laboratorio de CVG ALCASA, para la realización de los ensayos de dureza, tracción y metalografía de los materiales.

Antes de presentar los resultados obtenidos, es importante recordar lo siguiente:

• Los lifters del secador "antiguo" Kennedy Van SAUN según el fabricante se encuentran fabricados en Acero A-36 con recubrimiento R400.

• Los lifters del secador "actual" CEMTEC PA-9001 según el fabricante se encuentran fabricados en Acero HARDOX 400.

Ahora bien, se realizó el ensayo para determinar la dureza Rockwell de ambas muestras, así como su equivalencia Brinell.

El ensayo consistió en disponer las muestras de superficie plana en la base de la máquina. Se le aplicó una precarga menor de 10 kg para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplicó durante unos 15 segundos un esfuerzo que varió desde 60 a 150 kg a compresión. Se desaplica la carga y mediante un durómetro Rockwell se obtiene el valor de la dureza directamente en la pantalla.

Debido a que el material en que están fabricados los lifters de ambos secadores correspondes a aceros tratados térmicamente, se utilizó un penetrador de diamante y la carga mayor de compresión fue de 150 kg, con un símbolo de escala "C". Los valores que se obtuvieron fueron interpolados de acuerdo a lo establecido en la tabla de equivalencia de durezas. Dichos valores se encuentran a continuación(ver tabla 8).

Tabla 8. Resultados del Ensayo de Dureza.

Fuente: El Autor (2009).

De acuerdo a los resultados se puede notar que no existe diferencia significativa en los resultados de dureza de los materiales.

Una vez realizado el ensayo de dureza, se procedió a realizar el de tracción, para ello se sometió una probeta normalizada de cada lifter a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la misma. Los resultados de dicho ensayo se presentan en la tabla a continuación (ver tabla 9).

Tabla 9. Resultados del Ensayo de Tracción.

Fuente: El Autor (2009).

Los parámetros anteriores obtenidos por el ensayo de tracción reflejan de igual manera que el anterior ensayo que no existen diferencias significativas en los materiales en los que se encuentran fabricados ambos lifters, razón por la cual se va vislumbrando que la problemática de los lifters del CEMTEC PA-9001 no radica en las condiciones mecánicas.

A continuación se muestran las curvas de deformación para las muestras en función al ensayo de tracción realizado.

Grafico 6. Curva de Deformación lifter Kennedy Van SAUN. Fuente. El Autor (2009)

En el gráfico anterior se puede observar como el material atraviesa las etapas de:

• Deformación elástica, que ocurre entre 0 y 60000 Psi, en esta zona las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta, son de pequeña magnitud, y si se retira la carta aplicada la probeta recuperaría su forma inicial.

• Fluencia o cedencia, que debería ocurrir aproximadamente a 80000 Psi, en esta zona se produce la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, mecanismo mediante el cual el material se deforma plásticamente. En el caso de este ensayo, el material no presenta marcadamente este fenómeno, es decir, la transición entre la deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara.

• Deformación plástica, que ocurre entre 120000 y 160000 psi, en esta fase si se retira la carga aplicada en dicha zona, la probeta recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente. Las deformaciones en esta región son más acusadas que en la zona elástica.

• Estricción, que ocurre exactamente en la aplicación de 163100 Psi, aquí las deformaciones se concentran en la parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de la misma, momento a partir del cual las deformaciones continuarán acumulándose hasta la rotura de la probeta por esta zona. La estricción es la responsable del descenso de la curva tensión- deformación; realmente las tensiones no disminuyen hasta la rotura, sucede que lo que se representa es el cociente de la fuerza aplicada (creciente) entre la sección inicial y cuando se produce la estricción la sección disminuye, efecto que no se tiene en cuenta en la representación gráfica.

A continuación se muestra el gráfico de deformación del lifter del CEMTEC PA-

9001(ver grafico).

Grafico 7. Curva de Deformación lifter CEMTEC PA-9001. Fuente. El Autor (2008)

De igual manera que en el caso anterior se puede observar como el material atraviesa las etapas de:

• Deformación elástica, que ocurre entre 0 y 50000 Psi.

• Fluencia o cedencia, En el caso de este ensayo, el material no presenta marcadamente este fenómeno, es decir, la transición entre la deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara.

• Deformación plástica, que ocurre entre 100000 y 150000 Psi.

• Estricción, que ocurre exactamente en la aplicación de 155900 Psi.

Además de realizar ensayos de dureza y tracción también se realizó un análisis de la metalografía de los componentes, el cual se realiza con el fin de obtener toda la información que es posible encontrar en la estructura del material de ambos lifters. Este ensayo se realiza con la ayuda de un microscopio en donde se observa la estructura de las muestras, que permitirán concluir que tipo de aleación se tiene, contenido de carbono (una aproximación), entre otras.

Uno de los objetivos más importantes de este tipo de prueba, es la realización de una reseña histórica del material buscando microestructura, inclusiones, tratamientos térmicos a los que haya sido sometido, con el fin de determinar si dicho material cumple con los requisitos para los cuales ha sido diseñado; además se puede determinar la presencia de material fundido, forjado y laminado.

A continuación se muestra la estructura metalográfica de ambos lifters (ver gráficos 8 y 9 respectivamente).

Figura 8. Visualización de la estructura metalográfica del lifter del Kennedy Van SAUN.

Fuente: Resultado de las pruebas realizadas, (2009).

Figura 9 Visualización de la estructura metalográfica del lifter del CEMTEC PA-9001.

Fuente: Resultado de las pruebas realizadas, (2008).

A través de esta prueba se pudo determinar los siguientes valores(ver tabla 10).

Tabla 10. Resultados del Ensayo de Metalogafia.

Fuente: Resultados de las pruebas realizadas (2009).

Como se puede observar en la tabla anterior, el porcentaje de presencia de los elementos que componen el material no presenta mayores desviaciones, es decir, ambos materiales poseen características similares de dureza, tracción y metalografía, razón por la cual, en base a los resultados se puede concluir que el material en el cual se encuentran fabricados los lifters no representan las causa por la cual se están originando las fallas antes caracterizadas.

De lo anterior se puede inferir que los parámetros que tienen efecto en la problemática presentada son las dimensiones de los elementos (grosor) y los pernos de sujeción en cuanto a la cantidad utilizada en cada lifter y el diámetro, tal y como se muestra en la tabla a continuación(ver tabla 11).

Tabla 11. Dimensiones de los Lifters.

Fuente: Resultados de las pruebas realizadas (2009).

De igual manera se investigó la calidad de los pernos de donde se determinó que los usados para la sujeción de los lifter del CEMTEC PA-9001 son de menor grado de resistencia que los usados en el Kennedy Van SAUN.

4. PROPONER ALTERNATIVAS DE FABRICACIÓN DE LOS LIFTERS TOMANDO EN CUENTA LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL MATERIAL, PERFIL

GEOMÉTRICO Y METODOLOGÍA DE ANCLAJE.

En base al estudio realizado, se propone que la Gerencia de Procesamiento de Mineral de Hierro, adopte el método de anclaje de los lifters del secador Kennedy Van Saun.

Como se pudo evidenciar anteriormente, las propiedades mecánicas del material no influye en la ocurrencia de las fallas, sin embargo pueden fabricar los lifters en un acero más resistente, para lo cual se propone el HARDOX 600.

En relación a las dimensiones se propone incrementar el grosor del lifter así como la utilización de pernos de mejor calidad, para lo cual se puede tomar como referencia las dimensiones de los lifters del secador "antiguo" Kennedy Van SAUN.

En resumen, se proponen las siguientes acciones para mejorar la operatividad del secador CEMTEC PA-9001(ver tabla 12)

Tabla 12. Propuestas para mejorar la operatividad.

Fuente: El Autor (2009)

En importante mencionar que a la par que se iban realizando los ensayos de dureza, tracción y metalografía, se generaban las propuestas antes mencionadas, las cuales fueron tomadas en cuenta, la Gerencia se encuentra adelantando los trabajos para realizar la sustitución de los lifters tal y como se muestra en las figuras a continuación (ver figuras 10 y 11 respectivamente):

Figura 10. Cambios que se han realizado en los lifter del CEMTEC PA-9001, en función al estudio realizado. Fuente: El Autor, (2009).

Figura 11. Cambios que se han realizado en los lifter del CEMTEC PA-9001, en función al estudio realizado. Fuente: El Autor, (2009).

5. DISEÑO DE UN MANUAL DE MANTENIMIENTO Y FORMULARIOS PARA DEJAR EVIDENCIA DE LAS ACTIVIDADES Y GESTIÓN DE MANTENIMIENTO

REALIZADAS EN EL SECADOR CEMTEC PA-9001.

Al determinar que las causas que están originando el desgaste de los lifters del secador CEMTEC PA-9001 se encuentran orientadas al método de sujeción y al grosos de los mismos; surge la idea de crear un manual de mantenimiento preventivo y formulario de mantenimiento para dejar registradas las intervenciones realizadas. Ver Apéndice A.

Conclusiones

Considerando los resultados obtenidos en este trabajo se concluyen los siguientes aspectos:

1. Mediante el diagnóstico de la situación actual se determinó que los lifters del secador Kennedy Van SAUN poseen características que los hacen más resistentes que los del CEMTEC PA-9001, debido a que éstos últimos presentan una frecuencia de fallas y desgaste mayor que los antes mencionados.

2. No existe un historial de fallas del secador, sin embargo se cuenta con la data de las actividades de mantenimiento que se realizan.

3. Se caracterizan las fallas de los lifters del secador, mediante la utilización del diagrama causa-efecto, en donde se determinaron como causas predominantes de fallas en los lifters: el desgaste del material, la ocurrencia de fracturas en el mismo, y el desprendimiento.

4. Se realizó un ensayo de dureza, en donde se determinó que para los lifters del secador Kennedy Van SAUN fue de 42,5HRC, y para el CEMTEC PA-9001 fue de

42,2HRC.

5. Se realizó un ensayo de tracción en ambos lifters, en donde se determinó que smáx para el Kennedy Van SAUN fue de 163100psi y para el CEMTEC PA-9001 fue de

155900psi, verificándose así que no existe diferencias significativas.

6. Se realizó un estudio metalográfico de ambos lifters, en donde se determinó la concentración de los componentes que conforman la aleación de acero, notándose que no existe diferencia significativa entre ambos.

7. Se determinó que las causas de fallas en los lifters del CEMTEC PA-9001 se debe al grosor de las placas así como la resistencia de los pernos, y no al tipo de acero en que están fabricados.

Recomendaciones

Con base en las conclusiones antes presentadas se recomiendan las siguientes acciones:

1. Crear un historial de fallas para el Secador CEMTEC PA-9001 que permita realizar análisis de fallas más exhaustivos.

2. Tomar en consideración los resultados de este estudio para evitar la ocurrencia de fallas en el Secador.

3. Evaluar la posibilidad de rediseñar los lifter actuales, modificándolos en función al diseño y método de sujeción de los lifter del secador "antiguo" Kennedy Van SAUN.

4. Aplicar el plan de mantenimiento preventivo del secador CEMTEC PA-9001 de acuerdo a lo establecido para evitar mayores averías en el sistema.

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(21) NORMA COVENIN 3049-93

(22) NORMA COVENIN 299-89

Autor:

Quiñones, Miguel.

(OCTUBRE 2009).

Trabajo de Grado. Universidad Nacional Experimental Politécnica "Antonio José de Sucre", Vicerrectorado Puerto Ordaz, Dirección de Investigación y Postgrado, Unidad Regional de Postgrado, Especialización en Gerencia de Mantenimiento. Tutor: Ing. Jorge Cristancho M.Sc.

Enviado por:

Iván José Turmero Astros