PRESENTACION DE CONFIABILIDAD

5/8/2018 PRESENTACION DE CONFIABILIDAD - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/presentacion-de-confiabilidad 1/4

www.energy-education.org

Confiabilidad en Sistemas de BombeoAutor: Ing. Esp. Ernesto Primera.

RESUMEN:

El presente artículo describe la forma como en laindustria energética de nuestro continente se mideel desempeño de la gestión del mantenimiento delos equipos rotativos de plantas de Petróleo, Gas,Petroquímica y Termoeléctricas, los datospresentados pertenecen a los sistemas de bombeode las industrias mencionadas.Este desempeño es medido en términos de fallas,horas operacionales, tiempo calendario y poblaciónde bombas instaladas.Se utilizaron referencias internacionales comoOREDA (Offshore Reliability Data), CCPS (CenterFor Chemical Process Safety) del AIChE (American

Institute of Chemical Engineers), EsREDA(European Safety, Reliability and Data Association)así como artículos de importantes Revistas comoHPI (Hydrocarbon Processing) y la revista del AIR(American Institute of Reliability). También sonutilizadas referencias Internacionales y Nacionalesde estándares como ASME (American Society ofMechanical Engineers), API (American PetroleumInstitute) y COVENIN (Comisión Venezolana denormas Industriales)A demás de la medición del desempeñoorganizaciónal, el articulo concluye orientando elcamino hacia lo específico y tangible en términos

de búsqueda de resultados de mejoras de losequipos, partiendo del análisis de los datosutilizados en la medición.

Figura N°1: Sistema de Bombeo. Fuente: Sulzer Pumps.

INTRODUCCIÓN:

El punto más importante que resaltar es el término“Confiabilidad”: Probabilidad de que un equipo,maquinaria, o sistema cumpla adecuadamente conla función requerida ante condiciones específicas,durante un periodo de tiempo. Joel Nachlas 1995. Es de considerar que la Confiabilidad es denotación Probabilística y expresada por la función:Ebeling Charles 1997.

R(t) = 1- F(t) “Probabilidad de que el Equipo nofalle en un tiempo (t)”F(t) = La probabilidad de falla acumulada para untiempo (t).F(t) = f(t) dt.

Durante los últimos 10 años hemos vistos endiferentes publicaciones el uso del términoConfiabilidad relacionado con ecuaciones decálculo de índices de mantenimiento (En Términosde Fallas) como los que utilizaremos en el presenteartículo, no sin antes haber aclarado que el terminose utiliza con fines descriptivos de desempeño deun equipo, sistema o planta, sin embargo es clarosu origen probabilístico.

DESARRLLO:Generalidades.

Iniciamos con el término Tiempo Promedio EntreFallas (TPEF): Identifica el intervalo de tiempo másprobable entre un arranque y la aparición de unafalla. COVENIN-3049 Según resultados de un estudio estadísticorealizado por el editor de Confiabilidad de la revistaHPI en los años 2000s “HPIN Reliability Marzo-2006” eltiempo promedio entre falla (TPEF) en sistemas debombeo está distribuido según la Tabla-N°1, cuyocálculo fue realizado según la ecuación: TPEF= N° Equipos Instalados / N° de Fallas.Expresado en unidad de tiempo.

Años2

5

6

1

3

9

10

Bombas API. Mejores en su Clase. Refinerías de California U.S.A.

Bombas API. Mejores en su Clase. Petroquimicas Texas U.S.A.

Descripción

Tiempo Promedio Entre Fallas. (Años)

Bombas ASME/ANSI. Promedio U.S.A.

Bombas API. Promedio U.S.A.

Bombas API. Promedio Oeste de Europa.

Bombas API. Promedio Países en Desarrollo.

Bombas API. Promedio Región Caribe.

Tabla N°1: Estadística TPEF 2002.

Según los datos de la Tabla N°1, Venezuela estaríaubicada entre la Región Caribe y Países endesarrollo obteniendo un valor medio de losresultados mostrados de 2,7 años en TPEF,tomando como referencia los desempeños dealgunas de las plantas de Petróleo y Gas del





Complejo Petrolero y Petroquímico “José Antonio

Anzoátegui” en el Estado Anzoátegui durante el2003.Como referencia dos de las Plantas de Petróleo delComplejo “José Antonio Anzoátegui”.

Caso N°1:Población de 300 Bombas.Total de 98 fallas en un año. (2002).TPEF= 300/98= 3 años.

Caso N°2:Población de 648 Bombas.Total de 521 fallas en 1 año. (2003).

TPEF= 648/521= 1,2 años.

Como podemos observar esta es una medida muygeneral que solo tiene fines de medición dedesempeño táctico de las organizaciones, dondehay factores que juegan un papel fundamental, entorno de su variación, entre los factores tenemos:- Confiabilidad en el Diseño.- Tiempo Total de Operación de los Equipos.- Calidad del Mantenimiento.- Factores de Operación y Proceso.

Considerando estos factores mencionados, puede

existir una variación del desempeño táctico en elorden de un 50%, es por ello que es importanteresaltar que este tipo de estudios comparativos(Benchmarking) arrojan una visión del nivel degestión de mantenimiento de los equipos rotativos,específicamente para este caso los Sistemas deBombeo, sin embargo deben realizarse encondiciones, términos, contextos y entornossimilares para la objetividad de la medición, comopor ejemplo aplicar el estudio a los 04 mejoradoresde crudo extrapesados que operan en el complejopetrolero y petroquímico “José Antonio Anzoátegui”en Venezuela.Cabe resaltar que este tipo de índice no toma encuenta el factor “costo” que sería el aspecto queequilibra el concepto confiabilidad expresado entérminos de eficiencia financiera (optimización delos recursos), donde sumariamos al concepto deConfiabilidad descrito en el resumen de estearticulo el texto: “Y a un costo Efectivo/Eficiente”Esto destaca la importancia de saber siempre “AQue Costo” tengo los mejores índices de fallas ennuestra planta.

Más Específico:Entrando a lo específico, se han desarrolladoestudios estadísticos en los cuales se involucran

los cálculos de TPEF para familias, grupos y

equipos particulares, entre los cuales tenemos los

sistemas de bombeo, estudios reconocidos comolos desarrollados por los Proyectos OREDA,EsREDA y CCPS.

A diferencia de los datos que mostramos en lasgeneralidades, uno de los muchos detalles queinvolucran estos estudios, consideran el análisis delíndice TPEF como un valor estadístico de unnumero de instalaciones, una población de equiposde una misma familia y medido el indicador entiempo calendario y tiempo de operación, a demásde su desviación estándar estadística.

Bajo Promedio Alto DS n/t

DS: Desviación Estandar

n/t: Numero total de fallas entre el tiempo total en servicio.

Población Instalación

Modos de Fallas

N ° T axono mico Item:Tiempo en Servicio

Tiempo Calend arion Tiempo operacional

Rata de FallasN° de

Falla

Tabla N°2: Plantilla de datos OREDA.

Tomado extractos del Proyecto OREDA podemosencontrar:Población de: 350 Bombas Centrifugas.Con horas de Operación Total de: 5,7x10

6

Numero de fallas: 464.

TPEF= 5,7x106 / 464 = 1,4 años.Este valor específico para las descritas como fallascriticas en Bombas Centrifugas.

Luego de mostrar los detalles y valores de OREDApodemos concluir que una referencia efectiva deTPEF específico para fallas críticas, para la familiade bombas centrifugas, estándares API y ASME,instaladas en Plataformas Petroleras Offshore esde: 1,4 años.

Tomado extractos del CCPS, podemos encontrar:Población de: 350 Bombas Centrifugas

Criogénicas.Con horas de Operación Total de: 366.000Numero de fallas: 86.TPEF= 366.000 / 86 = 0,5 años. (6 meses)

Relacionado con los Estándares:Luego de observar una serie de datos y determinaralgunos TPEF para los sistemas de bombeo de laindustria del petróleo/gas/petroquímica/energética,los comparamos con los estándares (API y ASME)que rigen los criterios de diseño/construcción entreotros, de los sistemas de bombeo para estasindustrias, y se obtuvieron los resultados mostrados

en la Tabla N°3.





Antes de abordar los resultados de las referencias

normativas, es preciso aclarar el enfoque y paraello analizamos un artículo de un estudioestadístico de fallas en Equipos Rotativosrealizado durante los años 2003 y 2004 por larevista “Reliability Advantage Volumen-6 Sep-2005”.

En la grafica extraída se pueden observar lasprincipales causas de fallas que afectan lossistemas de bombeo en las plantas de refinación depetróleo.

43%

40%

12%

2 % 2 % 1 %

Sellos Mecánicos

Rodamientos

Fallas Hidraulicas

Acoplamientos

Juntas Estaticas

Otros

Grafica N°1: Causas de Fallas en Equipos Rotativos.

Refinerías U.S.A. 2003-2004.

El objetivo de mostrar la grafica N°1, es asociar loscomponentes críticos de los sistemas de bombeocon su confiabilidad expresada en TPEF oexpectativa mínima de vida útil operativa antes deocurrir una falla, es esta la forma como podemosrelacionar los números con los tiempos descritos enla norma, y cuyo valor es reforzado a través deltérmino falla critica utilizada por los estudiosOREDA, EsREDA y CCPS.

Norma ASME Norma API Norma ASME Norma API

Minima Vida

Esperada 2 años ** ** 3 años

RODAMIENTOS SELLOS MECÁNICOS

Tabla N°3: Mínima expectativa de vida de estándares.

Luego de poder generar una relación entre losvalores calculados de TPEF y los tiempos descritospor los Estándares, podemos resumir lo indicado enla Tabla N°4, donde podemos analizar losresultados de los diferentes estudios y referenciasya mostradas y poder llegar a una conclusión masclara y específica de los valores medios quepueden ser referencia para nuestras plantas,teniendo como valor referencial asertivo concluidopor el autor del articulo en un valor de 2 años enTPEF de un sistema de bombeo, traducido también

como la mínima expectativa de vida de los

componentes críticos del sistema como lo son los

sellos mecánicos y rodamientos.

Proyectos Estadisticos

Artículos Estadisticos

Esperados por los

Estandares (

ASME / API)

Conclusión del Autor: 2 Años

Tiempo Promedio Entre Fallas. TPEF.

Sistemas de Bombeo

1 Año

2 Años

2,5 Años

Tabla N°4: Resultado Análisis de Datos TPEF.

El Camino Correcto:Pudimos observar en la plantilla de datos descritapor OREDA con similitud a las del CCPS yEsREDA; la descripción de los Modos de Fallaspara los respectivos cálculos estadístico, aquíhacemos acotación al concepto de modos de fallasdescrito por la Norma ISO-14224, el cual guía aidentificar que cada modo de falla escorrespondiente a un evento no deseado de unítem mantenible de nuestro sistema de bombeo.Con esto SI podemos buscar identificar losverdaderos malos actores en términos estadísticos

para luego de sus análisis poder llegar a las causasraíces y a las acciones proactivas o centradas enconfiabilidad correspondientes, que es el camino aléxito de los mejores desempeños en la gestión deactivos dinámicos.

Partiendo del desarrollo de catálogos de fallas ennuestros sistemas de gerenciamiento (Gestión) demantenimiento como el mostrado en la Tabla N°5,podemos adoptar la cultura de documentación yalmacenamiento del dato de falla.

Tabla N°5: Extracto de un catalogo de Fallas

Esta cultura y trabajo nos permitirá hacerverdaderos análisis de confiabilidad probabilística através de herramientas modernas de análisis,cuyos resultados básicos están mostrados en lasgraficas N° 2 y 3.Estas graficas no son más que el concepto deconfiabilidad descrito en la introducción de estearticulo que paso de una análisis simple deductivo

a un valor probabilístico e inductivo.





Grafica N°2: Confiabilidad de un ítem en el tiempo.

Grafica N°3: Probabilidad de Falla en el tiempo.

El análisis e interpretación de estas graficas quedescriben la confiabilidad de un ítem, equipo osistema y su rata de falla, así como la curva deprobabilidad de densidad, probabilidad de peligro,expectativa de vida remanente, entre otras, serándescritas en la continuación del presente articulopara la siguiente edición de la revista.

AUTOR:

Ing. Esp. Ernesto Primera.Considerado Experto Confiabilidad de EquiposRotativos con 14 años de experiencia en laIndustria Petrolera y Energética Latinoamericana.Ingeniero de Mantenimiento con Postgrado enConfiabilidad y Riesgo.Su experiencia ha sido destacada como parte delStaff de Empresas como:Petrolera Ameriven - ConocoPhillips - Accroven -SKF Group - Flowserve Corp.Ocupando cargos como: Especialista en EquiposRotativos, Asesor Técnico, Inspector de EquiposMecánicos, Especialista en Turbinas y Supervisor

de Mantenimiento.Miembro y Certificado como facilitador por:ASME. American Society of Mechanical Engineers.ASTM. American Society for Testing and Materials.AIR. American Institute of Reliability.Autor de los Libros “Fundamentos en BombasCentrifugas” y “Análisis de Causas Raíces”.Se ha desempeñado como profesor deMantenimiento en universidades Venezolanas.Ha Presentado y publicado diversos artículos en elárea de mantenimiento y Confiabilidad en revistasfísicas y electrónicas reconocidas en América yEuropa.

Correo: [email protected]

PRESENTACION DE CONFIABILIDAD

Documents

Transcript of PRESENTACION DE CONFIABILIDAD