Acr - Fractura de Eje Portarodamiento
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PEPP Mantenimiento Industrial ANALISIS CAUSA RAIZ 1. Definición del problema a analizar Excesiva vibración de las celdas de flotación rougher y scavenger, durante la etapa de funcionamiento. 2. Formación del equipo de trabajo Jim Bromw : Supervisor de mantenimiento flotación Fernando Mengoa : Ing. de planeamiento Juan Salazar : Líder de mantenimiento Jorge García : Supervisor de operaciones 3. Estudio del sistema y proceso La función del circuito de flotación es separar físicamente los minerales valiosos contenidos en el mineral de la ganga, mediante el proceso de flotación. Se usan sustancias químicas específicas para alterar las características superficiales de las partículas del mineral valioso, para permitir que estas partículas se adhieran a las burbujas de aire y se recuperen en una fase de espumas para la separación de la ganga, los cuales permanecen en la fase de la pulpa. El circuito de flotación produce dos productos un concentrado bulk cobre-molibdeno (Cu-Mo) y un relave final de flotación. El objetivo principal para la producción del concentrado es maximizar tanto la ley como la recuperación de minerales de Cu y Mo. El objetivo principal para la producción de relaves finales de flotación es minimizar la perdida de minerales valiosos. El circuito de flotación recibe mineral desde el circuito de molienda el cual esta molido a 125 -150 µm 80% passing, con una ley promedio de 0.64% Cu y 0.019% Moly. La ley prevista del concentrado bulk de Cu-Mo es 29.1% Cu y 0.677% de moly, con una recuperación del 91.4% de Cu y una recuperación de 71.6% de moly. Hay una compensación entre la recuperación del mineral y la ley del concentrado – cuan mayor sea la recuperación, menor será la ley y viceversa. Una alta recuperación produce un mayor contenido metálico para venderse, mientras una alta ley reduce los costos de embarque y de tratamiento aguas abajo. El balance optimo depende de los precios del metal, tasas de embarque y tasas del tratamiento de concentrados (fundición, refinación y venta). El objetivo del circuito de flotación es minimizar esta compensación, o cambiar la curva ley/recuperación, mediante el uso por etapas de las celdas de flotación por agitación, celdas columna de flotación, molinos de remolienda y de repaso, ciclones para la clasificación por tamaños, y adición de reactivos. El tamaño molido proveniente del circuito de molienda es otra variable, pero está limitado ya que lo molido debe ser lo suficientemente grueso para producir arena para la construcción del dique de relaves. Se enfatiza más la recuperación y ley del contenido de cobre, ya que este representa un valor total mucho mayor que el de molibdeno.
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PEPP Mantenimiento Industrial
ANALISIS CAUSA RAIZ
1. Definición del problema a analizar Excesiva vibración de las celdas de flotación rougher y scavenger, durante la etapa de
funcionamiento.
2. Formación del equipo de trabajo Jim Bromw : Supervisor de mantenimiento flotación Fernando Mengoa : Ing. de planeamiento Juan Salazar : Líder de mantenimiento Jorge García : Supervisor de operaciones
3. Estudio del sistema y proceso
La función del circuito de flotación es separar físicamente los minerales valiosos contenidos
en el mineral de la ganga, mediante el proceso de flotación. Se usan sustancias químicas
específicas para alterar las características superficiales de las partículas del mineral valioso,
para permitir que estas partículas se adhieran a las burbujas de aire y se recuperen en una
fase de espumas para la separación de la ganga, los cuales permanecen en la fase de la
pulpa. El circuito de flotación produce dos productos un concentrado bulk cobre-molibdeno
(Cu-Mo) y un relave final de flotación. El objetivo principal para la producción del
concentrado es maximizar tanto la ley como la recuperación de minerales de Cu y Mo. El
objetivo principal para la producción de relaves finales de flotación es minimizar la perdida
de minerales valiosos. El circuito de flotación recibe mineral desde el circuito de molienda el
cual esta molido a 125 -150 µm 80% passing, con una ley promedio de 0.64% Cu y 0.019%
Moly. La ley prevista del concentrado bulk de Cu-Mo es 29.1% Cu y 0.677% de moly, con
una recuperación del 91.4% de Cu y una recuperación de 71.6% de moly.
Hay una compensación entre la recuperación del mineral y la ley del concentrado – cuan
mayor sea la recuperación, menor será la ley y viceversa. Una alta recuperación produce un
mayor contenido metálico para venderse, mientras una alta ley reduce los costos de
embarque y de tratamiento aguas abajo. El balance optimo depende de los precios del
metal, tasas de embarque y tasas del tratamiento de concentrados (fundición, refinación y
venta). El objetivo del circuito de flotación es minimizar esta compensación, o cambiar la
curva ley/recuperación, mediante el uso por etapas de las celdas de flotación por agitación,
celdas columna de flotación, molinos de remolienda y de repaso, ciclones para la
clasificación por tamaños, y adición de reactivos. El tamaño molido proveniente del circuito
de molienda es otra variable, pero está limitado ya que lo molido debe ser lo
suficientemente grueso para producir arena para la construcción del dique de relaves. Se
enfatiza más la recuperación y ley del contenido de cobre, ya que este representa un valor
total mucho mayor que el de molibdeno.
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La operación del circuito de flotación de cobre esta muy ligada al circuito de molienda, ya
que no hay ninguna capacidad de almacenamiento o compensación entre la molienda y
flotación. De tal forma que, si el circuito de molienda esta operando, también debe hacerlo
el circuito de flotación. El circuito de flotación debe estar operando por lo menos en un 93%
de tiempo (93% de disponibilidad), para satisfacer la disponibilidad del circuito de molienda.
Hay varias unidades de operación incluidas en el circuito de flotación:
1. Flotación rougher-scavenger 2. Remolienda 3. Flotación cleaner 4. Equipo auxiliar 5. Equipos utilitarios
El producto de molienda es alimentado directamente a cuatro líneas de celdas de flotación
rougher-scavenger, con diez celdas en cada línea. El relave de cada celda alimenta la
siguiente celda. La primeras o dos primeras celdas son celdas rougher, las cuales producen
una ley más alta del concentrado que las celdas scavenger. Al concentrado rougher se le da
una corta remolienda mediante dos molinos de repaso paralelos para limpiar la superficie
del mineral, incrementando así la susceptibilidad de los minerales para una flotación
posterior. El concentrado sometido a repaso se es luego alimentado a las celdas columna
para producir un concentrado de alta ley. El concentrado scavenger es alimentado a tres
molinos de remolienda en paralelo con el objetivo de romper separando los granos de
mineral que todavía están combinados con la ganga. El producto de remolienda es
clasificado por ciclones con el producto del overflow de 35 µm 80% passing y el underflow
regresa al molino para una molienda posterior. El overflow del ciclón de remolienda se
alimenta a las seis celdas de flotación de 1ra limpieza para recuperar y aumentar la ley de
las nuevas partículas de mineral liberadas. El concentrado de las celdas de la primera
limpieza es luego enviado a las celdas columna para su optimización final y las colas fluyen
hacia cuatro celdas de flotación de scavenger limpieza. El concentrado scavenger de
limpieza es regresado a los molinos de remolienda y los relaves se envían a los
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espesadores de relaves. Las colas finales de scavenger son enviadas hacia los
espesadores de relaves. El concentrado de flotación y las corrientes de relaves se
muestrean y analizan por un análisis elemental en línea y un analizador de tamaño de
partículas en varias ubicaciones en toda el área para mejorar el control del circuito.
El concentrado rougher de las celdas uno y dos de cada fila fluye por gravedad hacia los muestreadores para un análisis en flujo y colección de muestras por turnos. Después del muestreo, los concentrados de cada una de las cuatro filas de celdas son combinadas y alimentadas por gravedad hacia el circuito de molienda de repaso. El concentrado scavenger de las últimas ocho (o nueve según se aplique) celdas de cada fila fluye por gravedad hacia los muestreadores para un análisis en flujo y colección de muestras por turnos. Después del muestreo, los concentrados de cada una de las cuatro filas de celdas son combinados y alimentados por gravedad hacia el circuito de remolienda del concentrado scavenger. El relave de la flotación scavenger de cada fila de celdas pasa a través de muestreadores individuales para un análisis en flujo y colección de muestras por turnos. La descarga de los muestreadores cae dentro de una canaleta de colección de relaves, luego fluye por gravedad hacia un muestreador y analizador de relave final de toda la planta antes de ser dividida en dos flujos y alimentado hacia los espesadores de relaves. Los colectores primarios, secundarios y de moly y la cal para el control del pH, son añadidos a la alimentación de mineral en el circuito de molienda. El espumante es añadido a la primera caja de alimentación de cada fila de flotación rougher. Se colocan adiciones complementarias de colector y espumante en las primeras cajas de alimentación de las celdas de flotación scavenger. Se han previsto otros puntos de adición a lo largo de las filas, pero los inyectores automatizados no están instalados allí. Todo el equipo de flotación rougher scavenger está contenido dentro de un área con declive lateral para controlar el derramamiento. Todos los derrames del proceso fluyen por gravedad tanto al espesador de relaves como a la caja de bombas para la remolienda, dependiendo de la ubicación en particular del derramamiento.
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4. Cuantificación de la pérdida de valor ocasionado por la falla o evento Función Evento Modo Frecuencia Consecuencia Perdida Etapa de flotación de mineral de Cu en celdas mecánicas por medio de agitación.
Excesiva vibración de celdas de flotación.
Fractura de eje de la botella porta rodamiento.
27 veces / 2 años
Parada de celda US$ 1147500
5. Proceso de investigación
• Estableciendo el Que, Donde y Cuando
Las celdas de flotación por agitación han presentado fallas por fractura del eje porta
rodamiento (agitador), entre el rodamiento inferior y el rotor, lo que ha provocado la no
flotación del mineral en los bancos de celdas de flotación rougher y scavenger. Esto ha
ocurrido en 27 ocasiones desde enero del 2007 a diciembre del 2008 durante la etapa
de funcionamiento de 2 años.
• Línea en el tiempo
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25-02-08 26-03-08
14-08-08
30-06-08
26-06-07
02-09-08 11-04-08 08-06-08 04-05-08 25-03-08
14-07-07
07-03-07 15-03-07 01-05-08 28-06-07 26-06-08 19-07-07
22-03-07 15-03-07
05-10-08 16-05-08 21-08-07 21-03-07
19-03-08 02-10-07 11-09-07 24-05-08
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6. Técnicas de recolección y manejo de información
Eje porta rodamiento
Material: AISI 4140, DIN 42 Cr Mo4, VCL
Limite de fluencia: 490 N/mm2
Resistencia a la tracción: 690 - 840 N/mm 2
Dureza: 240 Brinell
Máxima deflexión: 0.18 mm
Plano de fabricación del semi eje (no se encontró)
Rodamiento inferior: HM237542 / HM237510CD
Rodamiento superior: 99600 / 99102CD
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7. Desarrollo del árbol lógico
8. Validación de hipótesis
Árbol Hipótesis Modo de verificación Fecha Responsable Resultados Eje porta rodamiento se fractura en funcionamiento
Eje porta rodamiento entra en resonancia
Entrevista con el supervisor de mantenimiento predictivo
15/10/07 Jim Bromw Se determino la frecuencia natural de las botellas, se observa que algunas botellas entran en resonancia.
Eje porta rodamiento se fractura en funcionamiento
Mala calidad superficial de maquinado
Inspección visual del eje y pedir informe de control de calidad de maquinado al fabricante
20/10/07 Fernando Mengoa
El eje cumple con lo especificado por el fabricante
Eje porta rodamiento se fractura en funcionamiento
Mal diseño del eje Informe de diseño al fabricante (material, concentración de esfuerzos, selección de rodamientos, etc.)
20/10/07 Fernando Mengoa
El eje cumple con lo especificado por el fabricante
Eje porta rodamiento se fractura en funcionamiento
Mal montaje de porta rodamiento
Inspección visual del eje, alojamiento de los rodamientos y componentes. Pedir Informe detallado del montaje de rodamientos y componente de la botella (ajustes) al fabricante
20/10/07 Fernando Mengoa
Se observa que el alojamiento del rodamiento es ovoide y tiene desgaste severo. Existe corrosión en el rodamiento y el eje presenta desgaste en la zona del reten
Eje porta rodamiento se fractura en funcionamiento
Deficiencia en control operacional
Entrevista con el operador en el sitio
24/10/07 Jim Bromw y Juan Salazar
Las guardias operan de acuerdo a la experiencia.
Excesiva vibración de las celdas de flotación, durante la
etapa de funcionamiento
Eje porta rodamiento
entra en resonancia
Eje porta rodamiento se fractura en funcionamiento
Mala calidad
superficial de
maquinado
Mal diseño del eje
Mal montaje de
porta rodamiento
Deficiencia en
control operacional
Bajo nivel de pulpa
en la celda
Sensores de nivel
de mala calidad y
algunos en prueba
Control automático
con parámetros no
bien definidos
Operadores no
tienen un estándar
de operación
Variación de
parámetros por
calidad de mineral
Ajuste inadecuado
de rodamientos
Componentes
inadecuados
Rodamientos
inadecuados
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9. Matriz de acción para eliminar las causas raíz identificada Causas Costo causa Recomendaciones Costo acción Responsable Tiempo de ejecución beneficio Eje porta rodamiento entra en resonancia
US$ 1147500
Calibrar sensores de nivel en modo automático. Inspección rutinaria de los sensores por parte de operaciones. Monitoreo mensual de vibraciones
US$ 810000
Jorge García 15/12/07
US$ 337500
Eje porta rodamiento entra en resonancia
Monitoreo mensual de vibraciones
A. Casillas 15/12/07
Mal montaje de porta rodamiento
Cambio completo de botella porta rodamiento con informe detallado de montaje
Jim Bromw y Juan Salazar
26/11/07
Deficiencia en control operacional
Capacitación a los operadores y supervisores. Mejor control de parámetros
Jorge García 15/11/07
10. Conclusiones
• Calibrar sensores de nivel en modo automático. Inspección rutinaria de los sensores por parte de operaciones.
• Monitoreo mensual de vibraciones.
• Cambio completo de botella porta rodamiento con informe detallado de montaje.
• Capacitación a los operadores y supervisores. Mejor control de parámetros.
