UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA
GRAN MARISCAL DE AYACUCHO
DECANATO DE POSTGRADO
MAESTRA EN INGENIERA DE MANTENIMIENTO
MENCIN: GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD
INDUSTRIAL
SEDE BARCELONA
ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA
CONFIABILIDAD PARA LOS TURBOGENERADORES A GAS
MARCA PRATT&WHITNEY MODELO FT-8 MOBILE PAC
INSTALADOS EN EL COMPLEJO MEJORADOR DE CRUDO
PETROCEDEO PDVSA
Trabajo presentado como requisito parcial para optar al Grado de Magster
Scientiarum en Ingeniera de Mantenimiento Mencin Gerencia de Seguridad y
Confiabilidad Industrial
AUTOR: ING. FLIX ZABALA
TUTOR: ING. ROSSY INDRIAGO SILVA M.Sc.
Barcelona, febrero de 2014
UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA
GRAN MARISCAL DE AYACUCHO
DECANATO DE POSTGRADO
MAESTRA EN INGENIERA DE MANTENIMIENTO
MENCIN: GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD
INDUSTRIAL
SEDE BARCELONA
ACEPTACIN DEL TUTOR
Por la presente, hago constar que he ledo el proyecto de trabajo de grado (tesis)
presentado por el ciudadano: FLIX ZABALA para optar al Grado de Magster
Scientiarum en Ingeniera de Mantenimiento , Mencin Gerencia de Seguridad y
Confiabilidad Industrial, cuyo ttulo es: ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO
CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD PARA LOS TURBOGENERADORES A
GAS MARCA PRATT&WHITNEY MODELO FT-8 MOBILE PAC INSTALADOS
EN EL COMPLEJO MEJORADOR DE CRUDO PETROCEDEO PDVSA y que
acepto asesorar al estudiante en calidad de Tutor, durante la etapa del desarrollo del
Trabajo (Tesis) hasta su presentacin y evaluacin.
En la Ciudad de Barcelona a los 06 de febrero de 2014
_______________________
ING. ROSSY INDRIAGO SILVA M.Sc.
Nombre y Apellido
CI: 9277683
DEDICATORIA
Es mi deseo dedicarle este trabajo en primera instancia a DIOS Todopoderoso, la
energa que mueve todo el universo, por haberme dado las fuerzas y la constancia que
necesit para lograr todas mis metas. En segunda instancia y no menos importante a
mi madre que con todo su amor y dedicacin ha sabido ensearme valores y
principios muy importantes que han guiado mi vida tales como: honestidad,
humildad, paciencia, tica y perseverancia. Y finalmente a mi esposa y mis hijos
Anthonny, Enrique y Rafael que son la luz que orientan mi rumbo hacia la felicidad.
Flix j. Zabala A.
AGRADECIMIENTO
A la UGMA, por darme la oportunidad de pertenecer a tan prestigiosa casa de
estudios y complementar mi formacin profesional.
A mi Tutor Acadmico ING. ROSSY INDRIAGO SILVA M.Sc., por guiarme
en la realizacin de este trabajo, gracias profesora por haber compartido sus
conocimientos conmigo y su gran ayuda para lograr esta meta tan importante.
Agradezco a la Universidad Gran Mariscal de Ayacucho y a mis profesores
por los conocimientos adquiridos.
Agradezco a mis compaeros y amigos de clase por haber compartido este
proyecto que es una meta lograda en mi vida.
Agradezco a mis amigos y compaeros de trabajo de la empresa Mixta
Petrocedeo por todo el apoyo y cooperacin en el desarrollo de este Trabajo de
Investigacin.
Flix j. Zabala A.
VI
NDICE GENERAL
pp.
Pgina de presentacin...... I
Carta de aceptacin del tutor..... III
Dedicatoria........ IV
Agradecimiento..... V
ndice general.... VI
Lista de cuadros................ X
Lista de figuras.. XXI
Lista de grficos.... XXIII
Resumen XXIV
Introduccin.. 1
Captulo:
I El Problema
Planteamiento del problema.. 5
Objetivo de la investigacin............. 13
Objetivo general.... 13
Objetivos especficos..... 13
Justificacin e Importancia.... 14
Alcance y Limitaciones..... 15
II Marco Referencial
Antecedentes de la Investigacin...... 17
Bases Tericas.... 22
Mantenimiento...... 22
Objetivos del Mantenimiento.... 22
VII
Tipos de Mantenimiento....... 26
Mantenimiento Preventivo.... 22
El Mantenimiento Preventivo Sistemtico... 23
Ventajas que Proporciona el Mantenimiento Preventivo.. 23
Inconvenientes que Proporciona el Mantenimiento Preventivo 24
Aplicaciones ms Adecuadas para Mantenimiento Preventivo.. 24
Mantenimiento Preventivo Condicional o Segn Condicin. 24
Mantenimiento Predictivo. 24
Ventajas que Proporciona el Mantenimiento Predictivo... 25
Inconvenientes que Proporciona el Mantenimiento Predictivo. 25
Aplicaciones ms Adecuadas para el Mantenimiento Predictivo... 26
Mantenimiento Correctivo.... 26
Ventajas que Proporciona el Mantenimiento Correctivo.. 26
Inconvenientes que Proporciona el Mantenimiento Correctivo 26
Aplicaciones ms Adecuadas para el Mantenimiento Correctivo. 27
Mantenimiento Centrado en Confiabilidad....... 29
Funciones y Estndares de Funcionamiento.. 30
Parmetros de Funcionamiento. 31
Fallas Funcionales............................................................................................ 33
Modos de Fallas................................................................................................ 33
Categoras de los Modos de falla... 34
Definicin de Cantidad de Detalle.. 35
Efecto de las Fallas........................................................................................... 35
Notas de Informacin sobre Modos y Efectos de Fallas.... 36
Consecuencias de las Fallas... 37
Funciones Ocultas y Evidentes... 38
Fallas Ocultas y Dispositivos de Seguridad..... 38
Prevencin de la Falla Oculta. 38
Tareas de Mantenimiento Definidas por la Metodologa del MCC.. 39
Seleccin de Tareas...... 46
VIII
Acciones a falta de..... 49
Bsqueda de Falla y Fallas mltiples.... 49
Conceptos Asociados al Anlisis de Confiabilidad... 50
Diagrama de Flujo del MCC. 53
Herramientas Utilizadas en el MCC.. 55
Diagrama Funcin Entrada Salida (EFS).. 55
Diagrama Funcional.. 55
Anlisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF)....... 55
Anlisis de Criticidad.... 57
rbol Lgico de Decisiones.. 68
Glosario..... 71
Resea institucional... 73
Orgenes y creacin de la empresa.... 73
Misin.... 74
Visin.... 74
Objetivos... 75
III Marco Metodolgico
Diseo y Tipo de Investigacin.... 77
Poblacin y Muestra. 81
Tcnicas de Recoleccin de la Datos... 82
Validez y Confiabilidad.... 85
Tcnicas de Anlisis de Datos... 86
Procedimientos Para Desarrollo de Los Objetivos... 93
IX
IV Presentacin y Anlisis de los Resultados
Presentacin y Anlisis de los Resultados.... 95
Contexto Operacional de los Turbos Generadores..... 97
Turbina Dual (Gas/Diesel) FT-8 Mobile Pac 100
Sistema de Flujo de Aire Primario.. 100
Sistema de Flujo de Aire Secundario... 103
Sistema Hidrulico de Arranque. 107
Generador de Gas GG8 113
Sistema Hidrulico 118
Sistema de Alimentacin de Combustible... 123
Turbina de Potencia... 128
Sistema de Lubricacin de la Turbina FT8 y el Generador de Gas GG8,... 134
Sistema Regulador de Aire Frio... 140
Sistema de Purga de Aire. 144
Cuarto de Control.. 148
Generador Elctrico... 151
Anlisis de los Modos, Efectos de Fallas y Criticidad (AMEFC)... 161
Determinacin las Tareas de Mantenimiento Predictivo y Preventivo 243
Estrategias de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad para prevenir y
manejar las fallas que se podran presentar en los turbogeneradores a gas
marca Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC
323
V Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones. 323
Recomendaciones.. 343
Referencias Bibliogrficas 345
X
LISTA DE CUADROS
Cuadro pp.
1 Diagnstico del Problema.. 10
3 Identificacin de Riesgo por la Asociacin Nacional de Fuego de los
Estados Unidos de Norte Amrica
62
2 Criterios de Evaluacin Factor de Criticidad en SHA (FCSHA)........... 61
4 Criterios de Evaluacin del Factor de Reduccin de Consecuencias
(FRSHA)...........
63
5 Criterios de Evaluacin del Factor de Mitigacin en SHA
(FMSHA)..........................................................................................
63
6 Criterios de Evaluacin del Factor de Criticidad de Procesos (FCP),
para el Clculo del ndice de Criticidad por Procesos (ICP)..
64
7 Criterios de Evaluacin del Factor de Respaldo de Proceso (FRP),
para el Clculo del ndice de Criticidad por Procesos (ICP)..
65
8 Criterio para el Anlisis de Fallas.. 65
9 Matriz de ndice Global de Criticidad Basado en Riesgo (IGCBR).... 66
10 Intervalos de Bsqueda de Fallas, Disponibilidad y Confiabilidad. 69
11 Operacionalizacin de las Variables.. 80
12 Hoja Lista de Componentes.. 89
13 Hoja Lista de Instrumentos 90
14 Hoja Anlisis de Modo, Efecto de Falla y Criticidad (AMEFC) 91
15 Hoja de Decisin del MCC 92
17 Lista de Componentes del Sistema de Flujo de Aire Primario 101
18 Lista de Instrumentos del Sistema de Flujo de Aire Primario de la
Turbina.
102
19 Lista de Componentes del Sistema de Flujo de Aire Secundario de la
Turbina FT8.
105
20 Lista de Instrumentos Del Sistema de Flujo de Aire Secundario de la
Turbina FT8.
106
XI
21 Lista de componentes del Sistema Hidrulico de Arranque de la
Turbina FT-8
111
22 Lista de instrumentos del Sistema Hidrulico de Arranque de la
Turbina FT-8
112
23 Lista de componentes del Generador de Gas GG8 de la Turbina FT-8. 116
24 Lista de instrumentos del Generador de Gas GG8 de la Turbina FT-8. 117
25 Lista de componentes del Sistema Hidrulico 121
26 Lista de instrumentos del Sistema Hidrulico 122
27 Lista de componentes del Sistema de Alimentacin de Combustible... 126
28 Lista de instrumentos del Sistema de Alimentacin de Combustible
de la Turbina FT-8...
127
29 Lista de componentes de la Turbina de Potencia FT8. 131
30 Lista de instrumentos de la Turbina Potencia FT8.... 132
31 Lista de instrumentos de la Turbina Potencia FT 8... 133
32 Lista de componentes del Sistema de Lubricacin de La Turbina FT8
y el Generador de Gas GG8
136
33 Lista de instrumentos del Sistema de Lubricacin de La Turbina FT8
y el Generador de Gas GG8...
138
34 Lista de componentes del Sistema Regulador de Aire Fro. 142
35 Lista de instrumentos del Sistema Regulador de Aire.. 143
36 Lista de componentes del Sistema de Drenaje de Aire. 146
37 Lista de instrumentos del Sistema de Drenaje de Aire.. 147
38 Lista de componentes cuarto de control. 149
39 Lista de componentes del cuarto de control... 150
40 Lista de componentes del Generador Elctrico 152
41 Lista de Instrumentos del Generador Elctrico.. 153
42 Lista de componentes de Sistema de Aire de Enfriamiento del
Generador Elctrico...
155
43 Lista de instrumentos del Sistema de Aire de Enfriamiento del
Generador Elctrico...
156
XII
44 Lista de componentes del Sistema de Lubricacin del Generador
Elctrico
158
45 Lista de instrumentos del Sistema de Lubricacin del Generador
Elctrico
159
46 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Dmper DMP1503 163
47 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de
los Filtros F1501 y F1502. 164
48 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Compuerta DMP1501.. 165
49 Hoja Anlisis de Modo, Efecto de falla y Criticidad (AMEFC) del
Ventilador FAN1501. 166
50 Hoja Anlisis de Modo, Efecto de falla y Criticidad (AMEFC) del
Ventilador FAN1502. 167
51 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
bomba hidrulica P101.. 168
52 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Tanque TK101... 169
53 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de
los Filtros F101/F102/F103/F104. 170
54 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Check CV103.. 171
55 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Caja de Engranaje del Generador de Gas GG8 172
56 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Compresor del Generador de Gas GG8 173
57 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de
las Cmaras de Combustin.
175
58 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Turbina de Alta Presin del Generador de Gas G88. 176
XIII
59 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Bomba hidrulica GP501.. 177
60 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC)
Vlvula Check CV501.. 179
61 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC)
Vlvula Check CV502.. 180
62 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC)
Vlvula Check CV503.. 181
63 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de
Filtro F502. 182
64 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Servo Vlvula SV501... 183
65 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Reguladora de presin PRV501... 184
66 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Seguridad de Sobrepresin PSV501... 185
67 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Actuador Hidrulico VSV. ... 186
68
Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Actuador Hidrulico IGV. 187
69 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Bola BAV1103... 188
70 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Control de Flujo FV1103 189
71 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Filtro F1101... 190
72 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC)
Medidor de Flujo FM1101.. 191
73 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide SOV1101... 192
XIV
74 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide SOV1102... 193
75 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Control de Flujo FCV1101.. 194
76 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide SOV1105.. 195
77 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Check CV1101... 196
78 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Seguridad de sobre presin PSV1101... 197
79 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de las
boquillas Nozzle Tipo 9... 198
80 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de los
labes de la Turbina FT8.... 199
81 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Eje de la Turbina FT8 200
82 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Rodamiento N 7 de la Turbina FT8... 201
83 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Rodamiento N 8 de la Turbina FT8 202
84 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Rodamiento N 9 de la Turbina FT8 203
85 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC)
Enfriador de aceite AC601.. 204
86 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Control de Temperatura TCV601... 205
XV
87 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Bomba de Engranaje de Desplazamiento Positivo Main AC Pump 206
88 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Bomba de Engranaje de Desplazamiento Positivo Emergency DC
Pump 207
89 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de las
Vlvulas Check CV601/ CV602/ CV603/ CV604/ CV605.. 208
90 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Reguladora de Presin PDCV601.. 209
91 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Tanque TK601. 210
92 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Filtro F605... 211
93 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Filtro F606... 212
94 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Filtro F607... 213
95 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Intercambiador de Calor HX1601... 214
96 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC2 y la Vlvula Mariposa AB5.. 215
97 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC8 y la Vlvula Mariposa AB6. 216
98 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC6 y la Vlvula Mariposa AB3.. 217
99 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC4 y la Vlvula Mariposa AB4. 218
100 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC9 y la Vlvula Mariposa AB2. 219
XVI
101 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC5 y la Vlvula Mariposa AB1.. 220
102 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula Solenoide EC7 y las Vlvulas Mariposa LPT Cooling
Valve (R/S) y LPT Cooling Valve (L/S) 221
103 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Filtro F. 222
104 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Enfriador de Aceite Oil Cooler.. 223
105 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Control de Temperatura TCV3001.. 224
106 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Bomba de Arranque, Parada y Emergencia P-01.... 225
107 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Bomba Accionada por el Generador GDP.. 226
108 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Tanque de Aceite del Sistema de Lubricacin del Generador
Elctrico... 227
109 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de las
Vlvulas de Alivio de Presin PSV3001/PSV3002/PSV3003........ 228
110 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de la
Vlvula de Control de Temperatura TCV3001. 229
111 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Mdulo de Excitacin del Generador Elctrico... 230
112 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) del
Rotor Bobinado.... 231
113 Hoja Anlisis de Modo, Efectos de Falla y Criticidad (AMEFC) de las
Bobinas del Estator del Generador. 232
114 Resultados del AMEFC del Turbogenerador Dual (Gas/Diesel) FT-8
MOBILE PAC. 233
XVII
115 Resultados del AMEFC del Turbogenerador Dual (Gas/Diesel) FT-8
MOBILE PAC. ... 235
116 Hoja de decisin del Dmper DMP1503.. 245
117 Hoja de decisin de los Filtros F1501/F1501-1/F1502/F1502-1.... 246
118 Hoja de decisin de la Compuerta DMP1501...... 247
119 Hoja de decisin del Ventilador FAN1501.. 248
120 Hoja de decisin del Ventilador FAN1502.. 249
121 Hoja de decisin de la Bomba Hidrulica P101.. 250
122 Hoja de decisin del Tanque de 60 galones TK101..... 251
123 Hoja de decisin de los Filtros F101/F102/F103/F104.. 252
124 Hoja de decisin de la Vlvula Check CV103..... 253
125 Hoja de decisin de la Caja de engranaje. ... 254
126 Hoja de decisin del Compresor.. 255
127 Hoja de decisin de la Cmara de Combustin. .. 257
128 Hoja de decisin de la Turbina de Alta Presin.. 258
129 Hoja de decisin de la Bomba Hidrulica GP501... 259
130 Hoja de decisin de la Vlvulas Check CV501... 261
131 Hoja de decisin de la Vlvulas Check CV501... 262
132 Hoja de decisin de la Vlvulas Check CV503... 263
133 Hoja de decisin de la Servo vlvula SV501... 264
134 Hoja de decisin del Filtro F502, .... 265
135 Hoja de decisin de la Vlvula Reguladora de Presin PRV501. 266
136 Hoja de decisin de la Vlvula de Seguridad de Sobrepresin PSV501, 267
137 Hoja de decisin del Actuador Hidrulico VSV. .... 268
138 Hoja de decisin del Actuador Hidrulico IGV... 269
139 Hoja de decisin de la Vlvula de Bola BAV1103.. 270
140 Hoja de decisin de la Vlvula de Control de Flujo FV1103. 271
141 Hoja de decisin del Filtro Ensamblado, carbn acero F1101. 272
142 Hoja de decisin del Medidor de Flujo Coreolis FM1101... 273
143 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide SVO1101... 274
XVIII
144 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide SVO1102... 275
145 Hoja de decisin de la Vlvula de Control Motorizada FCV1101.. 276
146 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide SOV1105... 298
147 Hoja de decisin de la Vlvula Ckeck CV1101... 278
148 Hoja de decisin de la Vlvula de Seguridad de Presin PSV1101. 279
149 Hoja de decisin de la Boquillas Nozzle Tipo 9.. 280
150 Hoja de decisin de los labes de la Turbina FT-8. 281
151 Hoja de decisin del Eje de la Turbina FT-8.... 282
152 Hoja de decisin del Rodamiento N 7..... 283
153 Hoja de decisin del Rodamiento N 8..... 284
154 Hoja de decisin del Rodamiento N 9..... 285
155 Hoja de decisin del Enfriador de Aceite AC601........ 286
156 Hoja de decisin de la Vlvula de Control de Temperatura TCV601.. 287
157 Hoja de decisin de la Bomba de Engranaje de Desplazamiento
Positivo, Main AC Pump. ... 288
158 Hoja de decisin de la Bomba de Engranaje de Desplazamiento
Positivo, EMERGENCY DC PUMP. 289
159 Hoja de decisin de las Vlvulas Check
CV601/CV602/CV603/CV604/CV605.. 290
160 Hoja de decisin de la Vlvula Reguladora de Presin PDCV601. 291
161 Hoja de decisin del Tanque de 140 litros TK601... 292
162 Hoja de decisin del Filtro F605...... 293
163 Hoja de decisin del Filtro F605..... 294
164 Hoja de decisin del Filtro F607..... 295
165 Hoja de decisin del Intercambiador de Calor HX1601.. 296
166 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide y la Vlvula Mariposa EC3
& AB5.. 297
167 Hoja de decisin de las Vlvula solenoide y la Vlvula Mariposa
EC8&AB6 298
XIX
168 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide y la Vlvula Mariposa
EC6&AB3.... 299
169 Hoja de decisin de la Vlvula solenoide y la Vlvula Mariposa EC4 &
AB4.. 300
170 Hoja de decisin de la Vlvula solenoide y la Vlvula Mariposa EC9 &
AB2.. 301
171 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide y la Vlvula Mariposa EC5
& AB1.. 302
172 Hoja de decisin de la Vlvula Solenoide y la Vlvula Mariposa EC7,
LPT Cooling valve (R/S), LPT Cooling valve (L/S). 303
173 Hoja de decisin del Filtro F. .. 304
174 Hoja de decisin del OIL COOLER. ... 305
175 Hoja de decisin de la Vlvula de Control de Temperatura
TVC3001 306
176 Hoja de decisin de la Bomba de Arranque, Parada y Emergencia P-
01. 307
177 Hoja de decisin de la Bomba accionada por el Generador Drive
Pump. .. 308
178 Hoja de decisin del Tanque de Aceite. ...... 309
179 Hoja de decisin de las Vlvulas de Alivio de Presin
PSV3001/PSV3002/PSV3003.... 310
180 Hoja de decisin de la Vlvula de Control de Temperatura TCV3001.... 311
181 Hoja de decisin del Mdulo de Excitacin. ... 312
182 Hoja de decisin del Rotor Bobinado. . 313
183 Hoja de decisin de las Bobinas del Estator. .. 314
184 Modos de Fallas de los componentes de la Turbina Dual (Gas/Diesel)
FT-8 MOBILE PAC. .. 315
185 Tareas de mantenimiento resultante del anlisis de los componentes de
la Turbina Dual (Gas/Diesel) FT-8 MOBILE PAC. 317
186 Resumen de consecuencias de los Modos de Fallas por Subsistema... 319
XX
187 Resumen de las tareas del Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad
de los Subsistemas del Turbina Dual (Gas/Diesel) FT-8 MOBILE
PAC.. 321
188 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Generador de Gas GG8 326
189 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Generador Elctrico. 326
190 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema de Alimentacin de
Combustible..
327
191 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema de Flujo de Aire
Primario...
329
192 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema de flujo de aire
secundario..
330
193 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema de lubricacin de la
Turbina FT8 y el Generador de Gas GG8
331
194 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema de lubricacin del
Generador Elctrico..
333
195 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema hidrulico 335
196 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema Hidrulico de
Arranque.
337
197 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Sistema regulador de aire
fro.
339
198 Hoja de Tareas de Mantenimiento para el Turbina FT8. 339
XXI
LISTA DE FIGURAS
Figura pp.
1 Vista Final del FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package... 8
2 Vista Elevacin del FT8 MOBILE PAC Gas Turbine
Package.. 9
3 Vista de Planta del FT8 MOBILE PAC Gas Turbine
Package........... 9
4 Esquema de mantenimiento.... 28
5 Parmetros de funcionamiento.... 32
6 Categoras de modos de falla. .... 34
7 Curva P-F... 40
8 Intervalo P-F.... 40
9 Intervalo P-F Neto....... 41
10 Clasificacin de tareas generalmente aceptadas en un proceso de
RCM... 46
11 Diagrama de Flujo del MCC... 54
12 Diagrama de Decisin del MCC... 70
13 Diagrama de Bloque de Proceso del Turbogenerador FT-8 MOBILE
PAC. ....... 95
14 Diagrama de Entrada, Procesos y Salida del Turbogenerador FT-8
MOBILE PAC. .... 96
15 Plano del Sistema de Aire Primario y Secundario... 103
16 Plano del Sistema Hidrulico de Arranque de la Turbina FT-8... 107
17 Plano P&ID del Sistema Hidrulico de Arranque de la Turbina FT-8. 108
18 Plano P&ID del Arrancador Hidrulico de la Turbina FT-8... 109
19 Plano de localizacin del Arrancador Hidrulico de la Turbina FT-8. 110
20 Plano del Generador Gas GG8 de la Turbina FT-8.. 113
21 Plano de la Cmara de Combustin del Generador de Gas 114
XXII
GG8.....
22 Plano P&DI del Generador de Gas GG8.. 115
23 Plano de los Componentes del Sistema Hidrulico 118
24 Plano de localizacin de los Actuadores VSV y IGV. 119
25 Plano P&DI del Sistema Hidrulico 120
26 Plano del Sistema de Alimentacin de Combustible de la Turbina
FT-8 .... 124
27 PI&D del Sistema de Alimentacin de Combustible y Cmara de
Combustin de la Turbina FT-8... 125
28 Dibujo del Conjunto Compresor Baja/ Alta, Turbina Baja/Alta, Cmara
de Combustin y Turbina de Potencia. . 128
29 Plano P&DI de la Turbina FT-8.
...... 129
30 Plano P&DI de la Turbina FT-8. ... 130
31 Plano del Sistema de Lubricacin de la Turbina FT8 y el Generador de
Gas GG8, ..... 135
32 Plano del Sistema Regulador de Aire Fro. ..... 140
33 Plano del Sistema de Purga de Aire. .... 144
34 Plano P&DI del Sistema de Drenaje de Aire.... 145
35 Plano del Cuarto de Control..... 148
36 Plano del Sistema de Aire de Enfriamiento del Generador 154
37 Plano del Sistema de Lubricacin del Generador Elctrico. .
157
XXIII
LISTA DE GRFICOS
Grfico pp.
1 Total de Modos de Fallas por Subsistema. 237
2 Total de Modos de Fallas de Alta Criticidad por Subsistema 238
3 Total de Modos de Fallas de Criticidad Media por Subsistema 239
4 Total de Modos de Fallas de Baja Criticidad por Subsistema... 240
5 Total de Modos de Fallas de No Criticidad por Subsistema.. 241
6 Porcentaje de Modos de Fallos del Turbogenerador Dual (Gas/Diesel)
FT-8 MOBILE PAC..
242
7 Resumen porcentual de los Modos de Fallas segn su
categora 320
8 Resumen porcentual de las Tareas del Mantenimiento Centrado en la
Confiabilidad de los Subsistemas de la Turbina Dual (Gas/Diesel)
FT-8 MOBILE PAC..
322
UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA
GRAN MARISCAL DE AYACUCHO
DECANATO DE POSTGRADO
MAESTRA EN INGENIERA DE MANTENIMIENTO
MENCIN: GERENCIA DE SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD
INDUSTRIAL
SEDE BARCELONA
ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA
CONFIABILIDAD PARA LOS TURBOGENERADORES A GAS MARCA
PRATT&WHITNEY MODELO FT-8 MOBILE PAC INSTALADOS EN EL
COMPLEJO MEJORADOR DE CRUDO PETROCEDEO PDVSA
Autor: ING. FLIX ZABALA
Tutor a Acadmico: ING. ROSSY INDRIAGO
SILVA M.Sc.
RESUMEN
El objetivo principal de este trabajo de investigacin es definir Estrategias de Mantenimiento
Centrado en la Confiabilidad para los cuatro (04) turbogeneradores a gas marca Pratt&Whitney
modelo FT8 MOBILE PAC, instalados en el complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo, con fines de
mantener la confiabilidad de los equipos, logra la mejor relacin coste / riesgo-efectividad de las
tareas de mantenimiento y prolongar la vida til de estos activos. Para el logro de este objetivo se
realiz una exposicin del contexto operacional de los equipos, recopilando informacin de las
caractersticas operativas. Despus con la asesora del personal de instalacin, mantenimiento y
operaciones se describi las funciones de los subsistemas de integran el turbogenerador.
Posteriormente se utiliza la tcnica de Anlisis de Modos y Efectos de Fallas y Criticidad para
responder a las preguntas De qu forma puede fallar el equipo?, Qu causa qu falle el equipo?,
Qu sucede cuando falla el equipo? Y Qu ocurre si falla el equipo? Luego a estos resultados se le
aplico la tcnica de rbol Lgico de Decisiones del MCC para determinar las tareas de mantenimiento
ms apropiadas. Finalmente se realiz un anlisis de los resultados para obtener las estrategias de
mantenimiento.
DESCRIPTORES: Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, Seguridad Industrial, Falla,
Control, Anlisis de Criticidad, AMEFC.
1
INTRODUCCIN
En las ltimas dcadas, el rea de mantenimiento ha evolucionado aceleradamente,
principalmente en aspectos de tipo tecnolgico, organizacional y econmico. Esto se
le atribuye al desarrollo industrial producto del avance tecnolgico, llegando a ser el
mantenimiento parte esencial de la gestin de cualquier empresa, puesto que
actualmente es el encargado de asegurar la condicin operativa de una instalacin,
tomando en cuenta factores importantes como: seguridad del personal, seguridad de
los activos, confiabilidad, proteccin del medio ambiente, costos generales y
utilizacin de recursos disponibles.
A objeto de mejorar la gestin de mantenimiento de los activos de las
organizaciones, se han creado tcnicas, metodologas y filosofas denominadas
Gestin de Mantenimiento de Clase Mundial, las cuales se fundamentan en cubrir
principalmente aspectos importantes del mantenimiento y generar propuestas para
obtener una alto confiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad, utilizacin ptima de
recursos, calidad e incremento de la productividad tanto para contextos generales
como especficos. Entre las nuevas tendencias se encuentran: Mantenimiento
Productivo Total (MPT), Mantenimiento Basado en Condicin (MBC), Optimizacin
Costo Riesgo (OCR) y Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (MCC), sta ltima
se utiliza en este trabajo de investigacin.
La filosofa de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad fue desarrollada en la
dcada de 1960 a 1970, en principio por la aviacin comercial de Estados Unidos en
cooperacin con entidades como la NASA y Boeing; la creacin de esta nueva
filosofa de mantenimiento surge de la necesidad de bajar la alto tasa de falla que
2
presentaba la aviacin comercial a finales de los aos de 1950, donde se producan
sesenta (60) accidentes por el milln de despegues, donde dos tercios (2/3) de estos
accidentes ocurran por fallas de los equipos; si en los actales momentos existiera
esta tasa de accidentabilidad; se estara observando dos (02) accidentes diarios en
cualquier parte del mundo, involucrando aviones con ms de cien (100) pasajeros.
Este ndice de accidentabilidad alto, aunado al crecimiento de la aviacin comercial
de aquellos aos, motiv a la industria a tomar acciones para mejorar la seguridad;
basados en el hecho que dos tercios (2/3) de los accidentes son producto de fallas de
los equipos; esto significaba que el enfoque tena que hacerse en la seguridad y
funcionalidad de los equipos; de all comienza a nacer el Mantenimiento Centrado en
la Confiablidad, que transform el mantenimiento de la aviacin comercial desde un
cmulo de supuestos y tradiciones, hasta llegar a un proceso analtico y sistemtico,
que hizo de la aviacin comercial la forma ms segura de viajar. Posteriormente el
Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad gan gran aceptacin en los otros
sectores, tales como generacin de energa, petroqumicos, gasferos, refinacin,
industria manufacturera, entre otros. El Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad
se basa en determinar lo que debe hacerse para asegurar que un elemento fsico
contine desempeando las funciones deseadas en su contexto operacional, tratando
de minimizar o mitigar las consecuencias negativas que puedan generarse sobre el
medio ambiente, seguridad, costos y produccin.
Partiendo de lo expuesto anteriormente, a travs de la Metodologa de
Mantenimiento Centrado en la Confiablidad se pretende mejorar los planes de
mantenimiento de los cuatro (04) turbogeneradores a gas FT8 MOBILE PAC
instalados en el Complejo Mejorador de Crudo Extra Pesado Petrocedeo Pdvsa, de
manera de garantizar una mayor confiabilidad operacional del sistema elctrico.
Los generadores elctricos a gas FT8 MOBILE PAC no tienen historiales de fallas
y mantenimiento por ser activos que no han entrado en funcionamiento; son una
3
tecnologa compleja por ser estos activos de ltima generacin tecnolgica adquiridos
por parte de la empresa, y no se cuenta con experiencia en su operacin y
mantenimiento.
El presente trabajo est estructurado en cinco (05) captulos. A continuacin se
presenta una breve descripcin de cada uno:
Captulo I: El Problema, se present el planteamiento del problema existente en
los cuatro (04) turbogeneradores instalados en el Complejo mejorador de Crudo
Petrocedeo, la falta de un plan de mantenimiento eficiente y ajustado al contexto
operacional de los equipos. Adems se incluyeron el objetivo general y los objetivos
especficos de esta investigacin, su justificacin y alcance.
Captulo II: Marco Referencial, donde se hace referencia a los trabajos de grados
citados como antecedentes de esta investigacin. Tambin se citan los conceptos, las
definiciones y las bases tericas que sustentan esta investigacin.
Captulo III: Marco Metodolgico, donde la autor seala el tipo y diseo de la
investigacin, poblacin y muestra de estudio, las tcnicas de recoleccin, anlisis de
datos y los procedimientos seguidos por el autor para el logro de los objetivos de esta
investigacin.
Captulo IV: Presentacin y Anlisis de los Resultados, en este captulo se
presentaron y analizaron los resultados de esta investigacin. El autor utiliz
herramientas como los cuadros y grficas para el anlisis de los datos obtenidos en
esta investigacin.
4
Captulo V: Conclusiones y Recomendaciones, en este captulo el autor present
sus conclusiones y recomendaciones del estudio realizado de la aplicacin de la
metodologa de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad a los Turbo
Generadores a Gas FT-8.
CAPTULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El sector elctrico desde los aos 2008 ha venido presentando problemas, al
comienzo solo era detectado por expertos y prestadores de servicios; actualmente la
situacin de crisis es evidente hasta para los usuarios finales.
Segn el informe del Centro Nacional de Gestin correspondiente al desempeo
del sector elctrico para finales del ao 2008, Venezuela contaba con 201 unidades de
generacin con una capacidad total terica de 23,154 MW (14,597 MW en hidrulica
y 8,556 MW en trmica).
Segn ELECTRIFICACIN DEL CARON, para el ao 2009 el 79 % del parque
de generacin tena ms de 20 aos de antigedad y la indisponibilidad de las plantas
trmicas se encuentra en el orden del 30 %, mientras que las centrales hidrulicas
poseen una indisponibilidad del 10 %, quedando la capacidad del sistema elctrico
nacional 19126,5 MW. La demanda mxima registrada en 2008 fue de 16,300 MW y
para 2009, de 17,300 MW, sin considerar la demanda no suplida (previamente
racionada). Las buenas prcticas operacionales de redes similares indican que debe
existir un margen de reserva del orden del 30 %, el cual claramente no se cumple con
las cifras planteadas. Estos datos permiten inferir que la disponibilidad real de
generacin de potencia elctrica es deficiente con respecto a la demanda mxima del
sistema.
6
Para el ao 2004, la capacidad instalada era de 20633 MW, la demanda mxima
era de 10,854 MW otorgando una holgura de 47%, pero para el ao 2009 la capacidad
instalada era de 23674 MW, la demanda mxima era 17,337 MW, otorgando una
holgura del 27%; se puede observar como el sistema elctrico nacional comienza a
presentar problema donde pierde capacidad instalada, debido a la falta de inversin,
las polticas de gestin y un crecimiento de la demanda, dando como resultado una
holgura inferior a las recomendadas que es de 30 %.
Para finales del ao 2008, la demanda de energa elctrica consumida por el pas
fue de 117,664 GWh/ao mientras que la capacidad de produccin nominal terica
del parque trmico e hidroelctrico era 129,977 GWh/ao, considerando la
disponibilidad de 100% de las plantas instaladas en el pas y suficiencia tanto en agua
como en combustible fsil.
En el ao 2010, el sistema elctrico nacional se enfrent a un nivel histricamente
bajo de los embalses del sistema de generacin hidroelctrico que afect en especial
al embalse del GURI, provocando una disminucin de 1600 MW en el periodo de
abril a julio; esto expuso al sistema elctrico nacional a un colapso, evidenciando la
necesidad de aumentar la generacin de energa elctrica por medio de plantas
termoelctricas.
Para finales de los aos 2010 la Oficina de Operacin de Sistemas Interconectados
(OPSIS), emite el Plan de expansin de Generacin que incluye:
Los Pronsticos de Energa y Potencia Elctrica del Sistema Elctrico Nacional
(Perodo 2006-2010).
Plan de Expansin de Generacin con la incorporacin al Sistema
Interconectado Nacional (SIN) de 5,442 MW en 5 aos.
Plan de Expansin de Redes de Transmisin y Distribucin.
Proyectos en Ejecucin y Proyectos por Ejecutar.
7
En el oriente del pas, especficamente en el Norte del estado Anzotegui, se
localiza el Complejo Industrial y Petroqumico Jos Antonio Anzotegui, donde se
encuentran instalados cuatro (04) mejoradores de crudo extra pesado mencionados a
continuacin Petropiar, Petromonagas, Petroanzotegui y Petrocedeo, producto de
los convenios operativos de las asociaciones estratgicas que realiz el gobierno
nacional, con el objetivo de llevar a cabo la explotacin de la faja petrolfera del
Orinoco. En la actualidad, en el Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa, se
encuentran instalados en su fase de conexionado al sistema elctrico del complejo,
cuatro (04) unidades de generacin elctrica fabricadas por la empresa Pratt &
Whitney Power System modelo FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package de 25
MW y 13,8 KV cada una. Este sistema de generacin elctrica est constituido por
una turbina dual Gas/Lquido modelo FT8, un generador elctrico y un mdulo de
control.
Este sistema de generacin elctrica denominado FT8 MOBILE PAC Gas
Turbine Package representa un aporte por parte del Complejo Mejorador de Crudo
Petrocedeo Pdvsa al Plan de Expansin de Generacin aportando 100 MW y
estratgicamente obtuvo la autosuficiencia de energa elctrica, en caso de falla de la
alimentacin elctrica del Complejo Mejorador. Pero constituye un reto para el
personal del Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa el mantenimiento de
estos equipos. Los sistemas de potencia FT8 MOBILE PAC Gas Turbine
Package son un sistema constituido por una turbina y un generador elctrico, los
cuales requieren de un plan de mantenimiento que garantice la funcionalidad,
confiabilidad y vida til del equipo. En las figuras nmero 1,2 y 3 se muestran las
vistas final, elevacin y de planta de los turbogeneradores FT8 MOBILE PAC
Gas Turbine Package.
8
A continuacin se presentan la Figura N 1 se muestra la vista final del
turbogenerador FT8 Mobilec Pac.
Figura N 1
Vista Final del FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package.
Nota: Disponible en http://www.pw.utc.com/products/power_systems/industrial_
gas_turbines/ft8_mobilepac.asp (2012).
9
En las figuras N 2 y N 3 se presentan una vista de la elevacin y de planta del
equipo, donde destacan el cuarto de control, alojamiento del Generador de Gas,
Turbina FT8 y el Generador Elctrico.
Figura N 2
Vista Elevacin del FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package.
Nota: Disponible en http://www.pw.utc.com/products/power_systems/
industrial_gas_ turbines/ft8_mobilepac.asp (2012).
Figura N 3
Vista de Planta del FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package.
Nota: Disponible en http://www.pw.utc.com/products/power_systems/
industrial_gas_turbines/ft8_mobilepac.asp (2012).
10
El personal de mantenimiento del Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo
Pdvsa se encuentra en fase de entrenamiento, para recibir la operacin y
mantenimiento de estos sistemas de generacin elctrica. En el cuadro N 1
(Diagnstico del Problema), el autor realiz un anlisis del problema planteado en
esta investigacin, diagnosticando los siguientes sntomas y sus causas:
Cuadro N 1
Diagnstico del Problema
SINTOMAS CAUSAS PRONSTICO CONTROL DEL
PRONSTICO
Inexistencia de un conjunto de
estrategia que permitan desarrollar
un plan de mantenimiento que garantice la confiabilidad de los
activos.
Personal no posee experiencia en
el mantenimiento en este tipo de activo.
Se desconocen los Modos y
Efectos de Falla del activo.
Inexistencia de historial de Mantenimiento y de Fallas
del activo.
Nuevo activo instalado en el Complejo Mejorador de
Crudo Petrocedeo Pdvsa.
Ineficiencia en el
manejo de fallas y sus
consecuencias.
Prdida de funcin del equipo.
Baja calidad en el
producto final.
Alto costos de
mantenimiento.
ESTRATEGIAS DE
MANTENIMIENTO
CENTRADO EN LA
CONFIABILIDAD PARA
LOS
TURBOGENERADORES
A GAS MARCA
PRATT&WHITNEY
MODELO FT-8 MOBILE
PAC INSTALADOS EN
EL COMPLEJO
MEJORADOR DE
CRUDO PETROCEDEO
PDVSA
NOTA: Datos recopilados por el Autor (2012).
Inexistencia de un plan de mantenimiento eficiente y estratgico segn el
contexto operacional de los equipos; nicamente existe un mantenimiento
rutinario propuesto por el fabricante de los equipos.
El personal de mantenimiento no tiene experiencia en la realizacin de tareas
de mantenimiento en los activos, a objeto de estudio por este proyecto de
investigacin.
11
Los cuatro (04) turbogeneradores no tienen historial de fallas y de
mantenimiento por no haber entrado en operacin, por lo que no se conocen
sus modos y efectos de fallas.
El fabricante de los equipos FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package present
un conjunto de tareas de mantenimiento rutinario, las cuales segn la gerencia de
mantenimiento del Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa, no
constituyen un plan de mantenimiento que garanticen cumplir las metas de seguridad,
medio ambiente y confiabilidad operacional dentro del contexto operacional donde
estn instalados los turbogeneradores.
Por lo antes expuesto, se presenta el pronstico de baja calidad del producto final
(Energa elctrica), ineficiencia en el manejo de fallas, sus consecuencias y un alto
costo de mantenimiento.
Debido a esto surge la necesidad de presentar un estrategias de mantenimiento de
los turbogeneradores FT8 MOBILE PAC Gas Turbine Package de manera de
controlar los pronsticos planteados.
Por todo lo mencionado anteriormente se plantea en esta investigacin la
aplicacin de la metodologa de mantenimiento centrado en la confiabilidad (MMC)
para los turbogeneradores a gas Marca Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC de
la empresa Petrocedeo Pdvsa, con el objetivo de determinar las tareas de
mantenimiento que eviten o mitiguen los fallas en el contexto actual que presenta los
equipos.
12
FORMULACIN
Qu estrategias se debe implementar para la ejecucin de las tareas de
mantenimiento preventivo y Predictivo para el manejo de fallas y mitigacin de sus
consecuencias en los turbogeneradores a gas marca Pratt&Whitney modelo FT8
MOBILE PAC instalados en el Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa?
SISTEMATIZACIN DEL PROBLEMA
Cul es el contexto operacional de los turbogeneradores a gas marca
Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC instalados en el Complejo Mejorador de
Crudo Petrocedeo Pdvsa?
Cules fallas generaran prdida de la funcin de los turbogeneradores a gas
marca Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC instalados en el Complejo
Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa?
De qu manera afectan las fallas a los turbogeneradores a gas marca
Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC instalados en el Complejo Mejorador de
Crudo Petrocedeo Pdvsa?
Cmo se implementaran las tareas de mantenimiento Predictivo y Preventivo
para el manejo de fallas y mitigacin de sus consecuencias en los turbogeneradores a
gas marca Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC instalados en el Complejo
Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa?
13
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN
OBJETIVO GENERAL
Plantear Estrategias de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad para los
Turbogeneradores a Gas marca Pratt&Whitney Modelo FT-8 Mobile Pac instalados
en el Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa. Ubicado en la ciudad de
Barcelona, Estado Anzotegui.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Definir el contexto operacional de los turbogeneradores a gas marca
Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC.
Analizar los Modos, Efectos de Fallas y Criticidad (AMEFC) que podran
presentarse en los turbogeneradores a gas marca Pratt&Whitney modelo FT8
MOBILE PAC.
Determinar las tareas de mantenimiento de Predictivo y Preventivo en base a
Estrategias de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad que permitan
prevenir y manejar las fallas que se podran presentar en los turbogeneradores a
gas marca Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC.
14
JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA
Segn informacin revisada previamente, informe anual del Centro Nacional de
Gestin del Sistema Elctrico 2010, por el autor para la realizacin de esta
investigacin, se observ la importancia que los turbogeneradores cumplan con la
funcin y el contexto operacional por los cuales fueron adquiridos. Aumentar la
capacidad de generacin termoelctrica del sistema elctrico nacional, funcionar
como sistema de autogeneracin del Complejo Mejorador de Crudo Extra Pesado, en
caso de falla de las lneas de suministro de energa elctrica.
Desde la punto de vista Terico, esta investigacin aportar un marco referencial
terico que permita al personal de mantenimiento del Complejo Mejorador de Crudo
Petrocedeo Pdvsa implementar un programa de mantenimiento eficiente, ajustado al
contexto operacional y de clase mundial para los turbogeneradores a gas marca
Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC.
Dentro de este orden de ideas, la Justificacin Prctica de la presente investigacin
radica en proporcionar a la Gerencia de Mantenimiento del Complejo Mejorador de
Crudo Petrocedeo Pdvsa, una estrategia que permita realizar el mantenimiento de los
turbogeneradores a gas marca Pratt&Whitney modelo FT8 MOBILE PAC, mediante
el anlisis sistemtico de las funciones del activo y sus componentes, determinando
los modos de fallas, las causas y el manejo de ellas, para lograr cumplir las metas
trazadas por la empresa en las reas de confiabilidad, seguridad, ambiente y costos.
Segn las razones mencionadas anteriormente, existe la necesidad de aplicar una
metodologa con criterios objetivos que permita el anlisis cualitativo y cuantitativo
de los modos y efectos de fallas de los turbogeneradores a gas marca Pratt&Whitney
modelo FT8 MOBILE PAC. Por lo antes expuesto, es necesario la aplicacin de la
metodologa de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, en la bsqueda de la
prevencin y manejo de las consecuencias de las fallas indeseables que produzcan
15
prdida de funciones que generaran riesgo a las personas, medio ambiente, prdida
de produccin, altos costos operacionales y de mantenimiento.
ALCANCE
Esta investigacin se desarroll en el Complejo Mejorador de Crudo Extra pesado
ubicado en el estado Anzotegui, especficamente en la Gerencia de Mantenimiento
de Auto Suficiencia Elctrica.
Este trabajo de investigacin realiz el estudio y el anlisis sistemtico del
contexto operacional, la aplicacin de la metodologa de Anlisis de Modo y Efecto
de Fallas (AMEF), Anlisis de criticidad (AC) y seleccin de las tareas de
mantenimiento por medio del rbol Lgico de Decisiones (ALD) a los cuatro (04)
turbogeneradores a gas Marca Pratt&Whitney Modelo FT8 MOBILE PAC. instalados
en el Complejo Mejorador de Crudo Petrocedeo Pdvsa, a objeto de presentar
estrategias de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad que garanticen los
polticas de la empresa en material de disponibilidad, confiabilidad, seguridad,
ambiente y costos.
LIMITACIONES
Para el desarrollo de esta investigacin se presentaron las siguientes limitaciones:
Poca disponibilidad del personal de instalacin, mantenimiento y operaciones
de los turbogeneradores para ser entrevistado y recopilar la informacin
necesaria para la elaboracin de esta investigacin.
Documentacin tcnica sobre la descripcin y mantenimiento de los
turbogeneradores es escasa, por estar an en custodio de la empresa contratada
que realiza la instalacin. Esta limitacin puede restringir el Anlisis de Modo y
Efecto de Fallas (AMEF).
16
Los turbogeneradores no poseen registros de mantenimiento e historial de falla,
por ser equipos nuevos. Esta limitacin puede restringir el Anlisis de Modo y
Efecto de Fallas (AMEF).
CAPTULO II
MARCO REFERENCIAL
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIN
Segn VSQUEZ (2008), el cual expone en su trabajo titulado APLICACIN
DEL MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD MCC EN
MOTORES DETROIT 16V-149TI EN CODELCO DIVISIN ANDINA,
presentado ante la Universidad Austral de Chile para optar al ttulo de Ingeniero
Mecnico, donde plante como objetivo general Elaborar un plan de Mantenimiento
Centrado en la Confiabilidad MCC para Aumentar la Disponibilidad de los Motores
Detroit Diesel 16V-149TI de la Sala de Generacin de Emergencia en Codelco
Divisin Andina.
Sus objetivos especficos fueron:
Comprender el proceso productivo de Divisin Andina.
Identificar el equipo y los sistemas que lo componen.
Comprender y aplicar el mtodo MCC en el Motor Detroit Diesel 16V- 149TI,
definiendo funciones, fallas funcionales, modos de falla, efectos de las fallas y
asignndole a cada una su tarea proactiva adecuada, todo esto dentro del
contexto operacional del equipo.
Desarrollar un plan de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad en los
Motores Detroit 16V-149TI, el que incluye: la Hoja de Informacin, Hoja de
Decisin y Hoja de Trabajo de MCC.
18
Y concluy que el Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (MCC) se puede
aplicar a cualquier equipo o conjunto de la los. Lo fundamental es preparar una
persona experta o facilitador en MCC y alimentarlo con la experiencia del personal
tcnico, que es el que tiene los conocimientos de los activos, en cuanto a
funcionamiento, operacin, fallas, mantenciones, entre otros.
Al realizar este anlisis se gener una base de datos con informacin actual y
detallada de todas las fallas que han sucedido y que posiblemente sucedan al equipo.
Cabe destacar que la idea de un anlisis MCC es su retroalimentacin; o sea no basta
con quedarse con el anlisis en s. A medida que vayan sucediendo fallas no
consideradas, stas deben ser incluidas en el anlisis junto con su tarea de
mantenimiento asociada.
Salazar (2009), realiz el trabajo de grado titulado DISEO DE UN PLAN DE
MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD (MCC) PARA
SISTEMAS DE AIRE EN PLANTAS DE EXTRACCIN DE LQUIDOS DEL
GAS NATURAL, CASO: PLANTA DE EXTRACCIN DE LQUIDOS DE GAS
NATURAL SAN JOAQUN. BUENA VISTA, ESTADO ANZOTEGUI.,
presentado ante la Universidad de Oriente Ncleo de Anzotegui para optar al ttulo
de INGENIERO MECNICO, donde plante los siguientes objetivos:
Diagnosticar la situacin actual de los equipos pertenecientes al sistema de aire
para instrumentos y servicios.
Identificar los componentes de los equipos que acarrean mayor relevancia en el
sistema de aire para instrumentos y servicios, aplicando un anlisis de
criticidad.
Realizar un anlisis de modos y efectos de falla (AMEF) a los componentes
crticos de los equipos del sistema de aire para instrumentos y servicios.
19
Determinar las tareas y frecuencias de mantenimiento de los componentes
crticos de los equipos del sistema.
Elaborar un plan de mantenimiento que genere mejoras en la gestin de
mantenimiento.
Y los aspectos ms importantes de su conclusin fueron:
La metodologa del Ing. Digenes Surez M.Sc., permiti establecer la
criticidad de los componentes del sistema de manera eficaz, generndose 35%
de elementos crticos, y slo se presentaron en los subsistemas de compresin
01 y 02, El compresor fue el equipo que present mayor cantidad de
componentes crticos con un 72 %.
El AMEF determin (44) funciones, (56) fallas funcionales, (87) modos y
efectos de fallas de los componentes crticos del sistema, proporcionando
informacin relevante para la elaboracin del plan de mantenimiento.
Se determin el tipo de mantenimiento a aplicar mediante el rbol Lgico de
Decisiones (ALD).
en cuanto a las tareas de mantenimiento preventivas se implementarn
sustitucin cclica (12%), reacondicionamiento cclico (19%) y tarea a
condicin (30%) y las tareas a falta de o correctivas se efectuarn bsqueda
de falla (14%) y mantenimiento preventivo (25%).
Segn Brito (2008), el cual realiz el trabajo de grado titulado PROPUESTA
PARA MEJORAR EL DESEMPEO DE LA PLANTA DESHIDRATADORA DE
GAS NATURAL DE ALTA PRESIN, COMPLEJO OPERATIVO MUSCAR,
NORTE DEL ESTADO MONAGAS PDVSA 2007,; Barcelona, Anzotegui,
Venezuela. Presentado ante la Universidad Gran Mariscal de Ayacucho para optar al
ttulo de Magster Scientiarum en Ingeniera de Mantenimiento Mencin Gerencia de
Seguridad y Confiabilidad Industrial, donde plante los siguientes objetivos:
20
Conocer la situacin actual de la planta en cuanto a tecnologa, proceso y gente.
Identificar funciones, fallas y consecuencias operacionales de la planta
Deshidratadora.
Estudiar la tecnologa utilizada para el control del proceso y operacin de la
planta.
Diagnosticar el compromiso e involucramiento del personal con las operaciones
de la Planta Deshidratadora.
Plantear una propuesta para mejorar el desempeo y evitar prdida excesiva de
trietilengliocol de la Planta Deshidratadora de Gas Natural del Complejo
Operativo Muscar.
Y los aspectos ms importantes de sus conclusiones son las siguientes:
Del anlisis de criticidad se tiene que el 49,7% de los equipos de la planta
Deshidratadora para el momento del estudio eran de criticidad alto, el 39,2% de
mediana criticidad y el 11,1% son de baja criticidad. La alto criticidad de los
sistemas (Torres contadora, enfriador de glicol pobre, filtro, re hervidor de
glicol pobre y depuradores de entrada), era causa de la alto frecuencia de falla y
no a las consecuencias que stas generaban al proceso.
La causa raz de las prdidas elevadas de trietilenglicol en la planta de
deshidratacin de gas a alto presin, se debe bsicamente a un problema
operacional, debido a que el proceso de desconocimiento del proceso por parte
de los operadores en el manejo del gas, hace que se realicen operaciones
inadecuadas de cierre y apertura de vlvulas, para cambio de Notas En los
facilidades de entrada a este sistema. en este sentido, no existe en la instalacin
un procedimiento establecido para realizar estos cambios, por el cual el gas
arrastra el trietilenglicol aguas abajo del proceso. Adicionalmente a esto, la
21
planta no cuenta con un sistema de recuperacin de trietilenglicol, en caso de
ser arrastrado por la corriente de gas.
22
BASES TERICAS
Segn Moubray (1197), el objetivo, tipo, ventajas y desventajas del
Mantenimiento se puede definir de la siguiente manera:
Mantenimiento
Es un conjunto de actividades realizadas de manera lgica y sistemtica que
permiten mantener un equipo, sistema o instalacin en condicin operativa, de tal
forma que cumpla las funciones para las cuales fueron diseadas o restablecer dicha
condicin cuando stas cambian o se pierden.
Objetivos del Mantenimiento
Restablecer las funciones de los equipos hasta su ms alto nivel operativo,
mediante el incremento de la disponibilidad, efectividad y confiabilidad.
Aprovechar al mximo la vida til de los componentes de los equipos, a objeto
de disminuir los costos.
Garantizar el buen funcionamiento de los activos.
Tipos de Mantenimientos
Segn las actividades realizadas
Mantenimiento Preventivo
Es una actividad planificada que se realiza en cuanto a inspeccin, deteccin y
prevencin de fallas, cuyo objetivo es mantener el equipo bajo condiciones de
funcionalidad para el cual fue diseado. Se ejecuta a frecuencias dinmicas, de
23
acuerdo con las recomendaciones del fabricante, las condiciones operacionales y el
historial de fallas de los equipos o activos.
El Mantenimiento Preventivo Sistemtico
Es el que se efecta a intervalos regulares de tiempo, segn un programa
establecido y teniendo en cuenta la criticidad de cada mquina y la existencia o no de
reserva. Este tipo de mantenimiento contempla un conjunto de tareas o actividades
que se realizan sin importar cul es la condicin del equipo; adicionalmente se
realizan algunas mediciones y pruebas para decidir si se realizan otras tareas de
mayor envergadura; y por ltimo, se resolvern las averas que surjan. Este es un
modelo de gran aplicacin en equipos de disponibilidad media, de cierta importancia
en el sistema productivo y cuyas averas causan algunos trastornos. Es importante
sealar que un equipo sujeto a un modelo de mantenimiento sistemtico no tiene por
qu tener todas sus tareas con una periodicidad fija. Simplemente, un equipo con este
modelo de mantenimiento puede tener tareas sistemticas, que se realicen sin
importar el tiempo que lleva funcionando o el estado de los elementos sobre los que
se trabaja.
Las ventajas que proporciona el Mantenimiento Preventivo
Disminucin de los paros imprevistos y no deseados.
Menor nmero de reparaciones repetitivas que pudieran resultar en daos y
costos excesivos.
Mayor conservacin y seguridad de los equipos y personal.
Intervenciones de manera organizada, control de los materiales, herramientas,
repuestos y personal.
24
Proporciona el menor tiempo de reparacin y tiempo muerto del equipo, solo es
adecuado cuando, por la naturaleza del equipo, existe una cierta relacin entre
probabilidad de fallos y duracin de vida.
Inconvenientes que proporciona el Mantenimiento Preventivo
No se aprovecha la vida til completa del componente o activo a remplazar.
Aumenta el gasto y disminuye la disponibilidad, si no se elige
convenientemente la frecuencia de las acciones preventivas.
Aplicaciones ms adecuadas para el Mantenimiento Preventivo:
Las aplicaciones ms adecuadas para el mantenimiento preventivo son en los
equipos de naturaleza mecnica o electromecnica sometidos a desgaste y equipos
cuya relacin fallo-duracin de vida es bien conocida.
Mantenimiento Preventivo Condicional o segn condicin
Es el mantenimiento subordinado a un acontecimiento predeterminado, se realizan
tareas de mantenimiento a un activo cuando se notifica de un evento o aparicin de
sntomas de una falla; esta notificacin es generada por un mantenimiento Predictivo
previo o por un sistema de monitoreo automtico que constantemente evala la
condicin del componente o activo.
El Mantenimiento Predictivo
Se refiere a las tcnicas de deteccin precoz de sntomas para ordenar la
intervencin antes de la aparicin del fallo. El mantenimiento Predictivo es el que
tiene como objetivo conocer e informar permanentemente del estado y operatividad
25
de los activos mediante el conocimiento de los valores de determinadas variables,
representativas del estado y operatividad del equipo o componente. Para aplicar este
mantenimiento, es necesario identificar variables fsicas (temperatura, vibracin,
consumo de energa, etc.), cuya variacin sea indicativa de problemas que puedan
estar apareciendo en el equipo. Es el tipo de mantenimiento ms tecnolgico, pues
requiere de medios tcnicos avanzados, y en ocasiones, de fuertes conocimientos
matemticos, fsicos y/o tcnicos.
Ventajas que proporciona el Mantenimiento Predictivo
Determinacin ptima del tiempo para realizar el mantenimiento preventivo.
Ejecucin sin interrumpir el funcionamiento normal de los equipos e
instalaciones.
Mejora el conocimiento y el control del estado de los equipos.
Inconvenientes que proporciona el Mantenimiento Predictivo
Requiere personal mejor formado e instrumentacin de anlisis costosa.
No es viable una monitorizacin de todos los parmetros funcionales
significativos, por lo que pueden presentarse averas no detectadas por el
programa de vigilancia.
Se pueden presentar averas en el intervalo de tiempo comprendido entre dos
(02) medidas consecutivas.
26
Aplicaciones ms adecuadas para el mantenimiento Predictivo son las
siguientes:
Mantenimiento de maquinaria rotativa, motores elctricos, equipos estticos,
equipos elctricos y de Instrumentacin.
Mantenimiento Correctivo
Son reparaciones que ameritan detener el proceso productivo del activo, sistema o
subsistema; estas reparaciones pueden surgir de diferentes causas, donde las ms
importantes son reparaciones planificadas producto de un mantenimiento preventivo,
consecuencia de la deteccin de una falla parcial o intermitente; reparaciones
derivadas de una ocurrencia de una falla total imprevista, que deben realizarse sin que
la gerencia pueda planificar su impacto en la produccin y originan parada imprevista
en la produccin.
Ventajas que proporciona el Mantenimiento Correctivo
No se requiere una gran infraestructura tcnica ni elevada capacidad de anlisis.
Mximo aprovechamiento de la vida til de los equipos.
Inconvenientes que proporciona el Mantenimiento Correctivo
Las averas se presentan de forma imprevista, lo que origina trastornos a la
produccin.
Riesgo de fallos de los elementos difciles de adquirir, lo que implica la
necesidad de un stock de repuestos importante.
Baja calidad del mantenimiento como consecuencia del poco tiempo disponible
para reparar.
27
Aplicaciones ms adecuadas para el Mantenimiento Correctivo
Cuando el costo total de las paradas ocasionadas sea menor que el costo total de
las acciones preventivas.
Este mantenimiento slo se da en sistemas secundarios, cuya avera no afectan
de forma importante a la produccin; estadsticamente resulta ser el aplicado en
mayor proporcin en la mayora de las industrias.
En la Figura N 4 Esquema de Mantenimiento, el autor presenta los tipos de
mantenimiento que se le realiza a un activo, determinando si la falla es prevista o no,
lo cual define el mantenimiento preventivo o correctivo.
28
Figura N 4. Esquema de Mantenimiento.
Nota: Zabala (2012).
29
Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (MCC).
Hoy en da, las estrategias de mantenimiento eficientes van a depender de cmo y
cundo se utilice el activo (contexto operacional); esto lleva a el siguiente definicin
formal de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad: proceso utilizado para
determinar los requerimientos de mantenimiento de cualquier activo en su contexto
operacional (Moubray, Pg. 9, 1997). Segn la definicin de mantenimiento
expuesta, una definicin ms completa de MCC sera: proceso utilizado para
determinar que debe hacerse para asegurar que todo activo contine haciendo lo que
sus usuarios quieran que hagan en su actual contexto operacional (Moubray, Pg. 9,
1997).
Esta metodologa fue desarrollada entre los aos 1960 a 1970, la cual se enfoca en
la optimizacin de los planes de mantenimiento respecto a las metas de seguridad,
medio ambiente y operacional de una organizacin o compaa. El Mantenimiento
Centrado en Confiabilidad utiliza tcnicas de confiabilidad que incorporan mtodos
de anlisis como el anlisis de modos y efectos de fallas y criticidad de los equipos.
Los procesos de mantenimiento centrado en confiabilidad tienen en cuenta los
objetivos primarios de un programa de mantenimiento: Minimizar los costos,
Cumplir con las metas de seguridad a personas, medio ambiente y operacionales. El
proceso de mantenimiento centrado en la confiabilidad inicia con describir el sistema
y los subsistemas que lo componen en su contexto operacional, continuo con un
anlisis de modos y efectos de las fallas de los subsistemas del activo de una manera
sistemtica y estructurada. Esta metodologa requiere del anlisis de cada modo de
falla crtico, a objeto de determinar la estrategia de mantenimiento ms eficiente para
reducir y controlar las consecuencias de las fallas del activo. Las estrategias de
mantenimiento seleccionadas por la Metodologa de Mantenimiento Centrado en
Confiabilidad debe tener en cuenta las consecuencias de seguridad, medio ambiente y
30
operacionales. El proceso Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad formula siete
(07) preguntas acerca del activo que se va a someter al anlisis.
La norma SAE JA1011 especifica los requerimientos que debe cumplir un proceso
para poder ser denominado un proceso de MCC. La misma puede descargarse a
travs del portal de la SAE (www.sae.org).
Segn esta norma, las siete (07) preguntas bsicas del proceso de MCC son:
Cules son las funciones deseadas para el equipo que se est analizando?
Cules son los estados de falla (fallas funcionales) asociados con estas
funciones?
Cules son las posibles causas de cada uno de estos estados de falla?
Cules son los efectos de cada una de estas fallas?
Cul es la consecuencia de cada falla?
Qu puede hacerse para predecir o prevenir la falla?
Qu hacer si no puede encontrarse una tarea predictiva o preventiva?
Las siete (07) preguntas que plantea el Mantenimiento Centrado en la
Confiabilidad sobre el activo son aclaradas de forma detallada a continuacin.
Funciones
Es la misin o tarea para la cual fue diseado un componente, activo o sistema
dentro de un contexto operacional. La descripcin de la funcin de un activo debe
consistir de un verbo, un objeto y un parmetro de funcionamiento deseado, los que
deben ser descritos tomando en cuenta el contexto operacional del activo. Todo activo
fsico tiene ms de una funcin y todas ellas deben ser identificadas junto con sus
31
parmetros de funcionamiento especficos. Las funciones se dividen en dos (02)
categoras principales: Funciones Primarias y Secundarias.
Funciones Primarias
Son la razn principal de porqu es adquirido y existe el activo, por eso se debe
cuidar de definirlas tan precisamente como sea posible. Las funciones primarias son
fciles de reconocer, de hecho el nombre de la mayora de los activos fsicos
industriales se basa en su funcin primaria.
Funciones Secundarias
Se pretende que la mayora de los activos cumplan una o ms funciones adems de
la primaria, las cuales se conocen como funciones secundarias. La funcin o
funciones secundarias son menos obvias que la principal, pero a veces requieren
mayor atencin y las consecuencias de falla de stas pueden ser de mayor gravedad
que las primarias, por lo que deben ser claramente identificadas.
Parmetros de Funcionamiento
El objetivo del mantenimiento es asegurarse que los activos continen haciendo lo
que sus usuarios quieren que haga, lo que puede definirse como parmetro mnimo de
funcionamiento. Esto significa, como se muestra en la Figura N 5, que el
funcionamiento puede ser definido de las siguientes dos (02) formas: Funcionamiento
deseado, lo que el operador quiere que haga, Capacidad inicial y lo que puede hacer.
32
Figura N 5. Parmetros de funcionamiento.
Nota: Moubray, (1997).
Cuando un activo es puesto en funcionamiento, debe tener un rendimiento ms que
el parmetro mnimo de funcionamiento deseado por el usuario.
Los parmetros de funcionamiento se subdividen en tres (03) categoras:
Parmetros de funcionamiento mltiple: Muchas descripciones de funciones
incorporan generalmente varios parmetros de funcionamiento.
Parmetros de funcionamiento cuantitativos: Deben ser cuantificados cuando
fuese posible, ya que stos pueden medirse (Ej.: Temperatura, presin,
velocidad, etc.).
33
Parmetros de funcionamiento absolutos: Una descripcin que no indica ningn
parmetro de funcionamiento, por lo general implica que se trata de un absoluto
o cumplir una funcin (Ej.: Contener un fluido).
Fallas funcionales
Un activo falla cuando no hace lo que el usuario desea que haga. Una falla
funcional puede ser una prdida total de una de sus funciones o que el
comportamiento funcional est al margen de los parmetros de funcionamiento
establecidos. Cada activo tiene ms de una funcin, por lo tanto, es posible que cada
una de stas falle, se deduce que cualquier activo puede tener una variedad de estados
de fallas diferentes. Entonces es preciso definir una falla en trminos de prdida de
una funcin especfica y no con la falla del activo como un todo. Dado que ste se
aplica a funciones individuales, por lo tanto se define una falla funcional como: La
incapacidad de cualquier activo de cumplir una funcin segn un parmetro de
funcionamiento aceptable para el usuario (Moubray, Pg. 18, 1997).
Modo de falla
Un modo de falla puede ser definido como cualquier evento que causa una falla
funcional o forma en la que puede fallar la funcin de un componente. La descripcin
correcta de un modo de falla debe consistir de un sustantivo y un verbo (Ejemplos:
Vlvula falla al cierre, ruptura de tubera, interruptor falla al mantenimiento de la
funcin requerida).
34
Categoras de los modos de falla
Los modos de falla pueden ser clasificados en tres (03) grupos de las siguientes
maneras (Ver Figura N 6).
Figura N 6. Categoras de modos de falla.
Nota: Moubray (1997).
Capacidad debajo del funcionamiento deseado: en este grupo de modos de falla
se presenta cuando el activo puesto en servicio, queda por debajo del
funcionamiento deseado. Las principales causas de prdida de capacidad estn
dadas por: Deterioro; suciedad o contaminacin; desarme por falla de
soldaduras o empalmes sueltos; errores humanos que reducen la capacidad;
violacin de normas tcnicas; entre los ms importantes deterioro (fatiga,
corrosin, abrasin, erosin, evaporacin, degradacin, etc.), fallas de
lubricacin (falta y falla del lubricante), polvo o suciedad, falla en soldaduras,
uniones, remaches, conexiones, etc.
Capacidad por sobre el funcionamiento deseado: en este grupo de modos de
falla, el funcionamiento deseado aumenta hasta que el activo no puede
35
responder o el aumento del esfuerzo aplicado que se evidencia cuando la
capacidad del activo se incrementa hasta quedar fuera de su lmite seguro de
operacin. El aumento del esfuerzo acelera el deterioro hasta el punto en que el
activo fsico se torna tan poco confiable que deja de ser til. Este aumento del
esfuerzo se presenta debido a tres (03) razones principales: Sobrecarga
deliberada constante; sobrecarga no intencional constante y sobrecarga no
intencional repentina.
Capacidad Inicial fuera del rango desde la inicio: en este grupo de modos de
falla surgen situaciones en que el funcionamiento deseado est fuera del rango
de la capacidad inicial del equipo desde la comienzo. Mala seleccin de la
capacidad del equipo, que se origina cuando el funcionamiento deseado est por
fuera del rango de la capacidad inicial desde la instalacin. El primer paso hacia
la rectificacin de un problema de diseo de esta naturaleza es listarlos como
modos de falla en un AMEF.
Definicin de cantidad de detalle
El nivel de detalle afecta profundamente la validez del anlisis de modos de falla y
la cantidad de tiempo que se requiere para hacerlo. La escasez de detalles puede
llevar a un anlisis superficial y hasta peligroso. Por el contrario, demasiados modos
de falla o demasiado detalle hacen que todo el proceso MCC lleve mucho ms tiempo
que el necesario. Esto significa que es esencial tratar de lograr un equilibrio correcto.
Efectos de las fallas
En el proceso de implementacin de un proceso MCC hay que hacer una lista de lo
que sucede al producirse cada modo de falla. Esto se denomina efectos de falla. Al
describir los efectos de una falla, se debe incluir toda la informacin necesaria para
36
ayudar en la evaluacin de las consecuencias de las fallas y debe hacerse constar lo
siguiente:
La evidencia de que se ha producido una falla: Debe permitir a los operarios si
la falla ser evidente para ellos en el desempeo de sus tareas normales.
Tambin debe indicar si va precedida por: Ruidos, fuego, humo, fugas de
fluidos, si se detiene el equipo, etc. Si se tratase de dispositivos de seguridad,
debe detallarse que sucedera si fallase el dispositivo protegido, mientras el
dispositivo de seguridad se encuentra en estado de falla.
En que forma la falla supone una amenaza para la seguridad o el medio
ambiente: Debe sealarse la manera en que pueda lesionarse o morir alguna
persona o infringir alguna normativa o reglamento relativo al medio ambiente
como consecuencia de una falla.
Las maneras en que afecta a la produccin o a las operaciones: Debe indicarse
cmo y cunto afecta, ya sea por parada de mquina o varias de la las,
interrupcin lneas de proceso, etc.
Los daos fsicos causados por la falla: Cuantificar los daos.
Que debe hacerse para reparar la falla: Cules son las medidas correctivas a
tomar para repararla.
Notas de Informacin sobre Modos y Efectos de fallas
Las Notas de informacin ms comunes acerca de Modos de Falla y sus Efectos de
fallas son las siguientes: El fabricante o proveedor del equipo, Otros usuarios de la
misma maquinaria, Personal de mantenimiento del equipo, Operadores del equipo,
Listas genricas de modos de falla.
Las Notas de informacin anteriores, son importantsimas a la hora de establecer
un anlisis MCC, pero no deben ser absolutas ni las nicas, ya que no siempre se
37
adecuarn a las funciones, parmetros de funcionamiento y contexto operacional del
equipo a analizar.
Consecuencias de las fallas
Las consecuencias de las fallas se clasifican en cuatro (04) categoras de
importancia decreciente de la siguiente manera:
Consecuencias del Fallo Oculto o No Evidente: Un modo de falla oculto o no
evidente no tiene impacto directo, pero exponen a la organizacin a otras fallas
con consecuencias graves, a veces desastrosas. Un enfoque del MCC es tratar
las fallas que no son evidentes en primer lugar reconocindolas como tales, en
segundo lugar otorgndoles prioridad muy alta y en tercer lugar adoptando
accin prctica y coherente en relacin a su mantenimiento.
Consecuencias para la Seguridad o el Medio Ambiente: Un modo de falla tiene
consecuencias para la seguridad o el medio ambiente si causa una prdida de
funcin y produce daos que pudieran lesionar o matar a alguien; o infringir
cualquier normativa o reglamento ambiental.
Consecuencias operacionales: Un modo de falla tiene consecuencias
operacionales si tiene un efecto adverso directo sobre la capacidad operacional,
afectando el volumen de produccin, calidad del producto, servicio al cliente o
incrementar el costo operacional.
Consecuencias no operacionales: No ejercen un efecto adverso directo sobre la
seguridad, el medio ambiente o la capacidad operacional, slo tiene
consecuencias en los costos directos de reparacin.
38
Funciones Ocultas Y Evidentes
Una funcin evidente es aquella cuya falla final e inevitablemente ser evidente
por s sola a los operadores en circunstancias normales. No obstante, algunas fallas
ocurren de tal forma que nadie sabe que el elemento se ha averiado a menos que se
produzca alguna otra falla. Esto significa que una funcin oculta es aquella cuya falla
no se har evidente a los operarios bajo circunstancias normales, si se produce por s
sola.
Fallas Ocultas y Dispositivos de Seguridad
Los dispositivos de seguridad o de proteccin funcionan de una de cinco (05)
maneras:
Alertar ante condiciones anormales de funcionamiento.
Parar el equipo en caso de falla.
Eliminar o aliviar las condiciones anormales originadas por una falla y de que
otra manera podra causar daos ms serios.
Asumir control de una funcin que ha fallado.
Prevenir que surjan situaciones peligrosas.
Prevencin de la falla oculta
Para prevenir una falla mltiple, se debe asegurar que la funcin oculta no se
encuentre en estado de falla y si cuando falla la funcin protegida. Hay que dar la
disponibilidad necesaria para reducir la probabilidad de una falla mltiple a un nivel
tolerable, entonces:
39
Para fallas ocultas, vale la pena realizar una tarea proactiva si esta va a reducir el riesgo de
fallas mltiples asociadas con esa funcin, a un nivel tolerablemente bajo. Si hay seguridad en
elegir la tarea adecuada, entonces se debe llevar un proceso de deteccin de fallas. Si el
proceso adecuado para esto no se puede determinar, la decisin secundaria de omisin es que el
tem, deba ser rediseado (dependiendo de las consecuencias de fallas mltiples) " (Moubray,
1997, P.18).
Si no es posible encontrar una manera adecuada de prevenir una falla oculta,
todava es posible reducir el riesgo de una falla mltiple revisando la funcin oculta
peridicamente, para saber si sta sigue funcionando. Si esta revisin es llevada a
cabo a intervalos adecuados y si la funcin es restaurada en cunto se descubre que
est defectuosa, todava es posible asegurar altos niveles de disponibilidad.
Tareas de Mantenimiento Definidas por la Metodologa del MCC
Tareas proactivas
Son tareas comenzadas antes de que ocurra una falla, con el objetivo de prevenir
que el componente llegue a un estado de falla. Engloban lo que comnmente se
denomina Mantenimiento Preventivo y Predictivo, aunque el MCC utiliza los
trminos de reacondicionamiento cclico, sustitucin cclica y mantenimiento a
condicin.
Factibilidad tcnica de las Tareas proactivas y merecer la pena
Cuando se pregunta si una tarea proactiva es tcnicamente factible, se est
simplemente preguntando si a la tarea le es posible prevenir o anticipar la falla en
cuestin. Si una tarea proactiva es tcnicamente factible o no, depende de las
caractersticas tcnicas del modo de falla, caractersticas tcnicas de la tarea y de la
falla que pretende evitar la tarea. Cualquier tarea proactiva slo merece la pena ser
40
realizada si resuelve adecuadamente las consecuencias de la falla que se pretende
evitar. Esto ciertamente supone que es posible anticipar o prevenir la falla.
Fallas Potenciales
Las figuras N 7 y N 8 ilustran lo que sucede en los estados finales de la falla. Se
llaman curva e intervalo P-F, porque muestra como comienza la falla, como se
deteriora al punto en que puede ser detectada (P) y luego, si no es detectada y
corregida, contina deteriorndose, generalmente muy rpido, hasta que llega al
punto de falla funcional (F). El punto en el proceso de la falla en el que es posible
detectar si la falla est ocurriendo o si est a punto de ocurrir se conoce como falla
potencial. En otras palabras, una falla potencial es un estado identificable que indica
que una falla funcional est a punto de ocurrir o en el proceso de ocurrir.
Figura N 7.Curva P-F.
Nota: Moubray (1997).
Figura N 8.Intervalo P-F.
Nota: Moubray (1997).
El intervalo P-F
Adems de la falla potencial en s misma, se necesita considerar la cantidad de
tiempo que transcurre entre el punto en el que ocurre una falla potencial y el punto en
el que se deteriora llegando a la falla funcional, como lo muestra la Figura N 9, Este
rango se conoce como el intervalo P-F. El intervalo P-F permite decir con qu
41
frecuencia deben realizarse las tareas a condicin. Si se requiere detectar la falla
potencial antes de que se convierta en falla funcional, el intervalo entre las revisiones
debe ser menor al intervalo P-F. En la prctica generalmente basta con seleccionar
una frecuencia de tarea igual a la mitad del intervalo P-F. Esto lleva al concepto de
intervalo P-F neto.
Intervalo P-F Neto
El intervalo P-F es el mnimo intervalo que es probable que transcurra entre el
descubrimiento de una falla potencial y la ocurrencia de la falla funcional. Esto se
ilustra en la Figura N 9, la que muestra una falla con un intervalo P-F de nueve (09)
meses, lo que indica que si el elemento es inspeccionado mensualmente, el intervalo
P-F es de ocho (08) meses.
.
Figura N 9
Intervalo P-F Neto.
Nota: Moubray, (1997).
Ahora las tareas a condicin consisten en chequear si hay fallas potenciales, que
permitan actuar para prevenir la falla funcional o evitar las consecuencias.
42
Tareas A Condicin
Las tareas a condicin son conocidas como mantenimiento Predictivo, ya que se
evala el estado del componente y se decide cul accin tomar.
Factibilidad tcnica de tareas A Condicin
Las tareas a condicin son tcnicamente factibles si es posible definir una
condicin clara de falla potencial, bajo las siguientes condiciones:
El intervalo P-F es razonablemente consistente.
Resulta prctico