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“La apertura como clave de éxito”

N° 37 Setiembre 2.010

El Autor

El presente documento tiene por objeto registrar y difundir internamente los casos, novedades y experiencias propias dentro del Mantenimiento Predictivo /Proactivo y ponerlos a disposición del Mantenedor de Planta para conocimiento y discusión de causas que producen fallas.

COMPRESORES ALTERNATIVOS

En esta ocasión compartiremos una experiencia de detección anticipada de falla que noenviaranuestros compañeros de Mantenimiento Predictivo de Planta Pisco en Perú. La experiencia que hoy deseo compartir transcurre en una planta compresora de gas (PCN) anexa a la planta principal de proceso, la cual conjuntamente a otra instalación similar (PCC) constituyen “Próximo numero” parte integral del sistema de compresión del Yacimiento. Para el caso VIBRACIONES particular, los servicios de Operación como así también de Problemas en fluido Mantenimiento se contratan desde su puesta en marcha en los inicios de la etapa de compresión. Analizaremos la PLANTA problemática y consecuencias de operar TOPPING nuestros equipos bajo condiciones no óptimas.

MANTENIMIENTO PREDICTIVO PISCO

INFORME ESPECIAL No 3

EMAC 1275-EAL 4570 A-1 OBJETO: Determinar causa alto nivel vibratorio y frecuentes averías.

Vista general de equipos compresores Planta PCN La falla se presento de igual forma y posición en dos unidades distintas de compresión (K-301-A y K-301-B), y al poco tiempo de realizársele una reconfiguración (revamp) programada consistente en la colocación de 2 cilindros de 22” de diámetro en primera etapa y 2 cilindros de 11,375” en segunda etapa. Se tuvo a un régimen de 850RPM, por un tiempo extendido de unos 20 días aproximadamente, luego de este periodo se cambio el régimen a 990RPM y al cabo de unos 5 días aproximadamente de operar a esta velocidad, se encontraron 2 fisuras en la soldadura entre el caño de descarga de la etapa y el weldoletes que contiene al caño de 3” al cual se conectan las válvulas de seguridad de cada etapa. Yac. Ramos, Salta, Arg.

Año VIII, N° 37, Setiembre 2.010 Edición / Public.: M. Sánchez

NUESTRO CASO DE ANALISIS

www.clubdemantenimiento.com.ar Predictivo / Proactivo

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ESQUEMA DE MAQUINA MOTOCOMPRESOR K-301-A/B 2

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MOTOR

1

3

6 UNIDAD CONDUCTORA:

MARCA. MODELO:

4

3

5

( MOTOR EXPLOSION )

CATERPILLAR G-3606

UNIDAD CONDUCIDA: ( COMPRESOR ALTERNATIVO )

MARCA: MODELO:

ARIEL JGC

Inmediatamente, la empresa contratista transmite la novedad de la falla detectada a su departamento de Planeamiento Operativo / Mantenimiento Predictivo y da parte al comitente. Se constituye en el lugar personal de inspecciones de la contratista y en supervisión de nuestro analista realizan una primera recorrida por las instalaciones afectadas a fin de evaluar los daños ocurridos y emitir las sugerencias de acciones correctivas para su reparación. Como primera medida se indica aumentar la rigidez de los caños de 3” que vinculan los caños de descarga de las etapas con sus respectivas válvulas de seguridad, este proceso de rigidización del caño de 3” se lleva a cabo por medio de la colocación de costillas de hierro de 3/8” en sentido longitudinal al caño. También se indica el reemplazo de los soportes que presentaron fallas por roturas (ver fotos a continuación).

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Con estas primeras modificaciones se realiza el primer monitoreo de vibraciones en la unidad 301A con un régimen de 850 RPM y luego bajo las mismas condiciones se realiza el monitoreo en la unidad 301B. Del primer monitoreo de ambas unidades se obtienen muy buenos resultados en la mayoría de los puntos, pero se observan niveles de vibración elevados en dirección horizontal en la parte delantera del motor (lado fan). Se realiza un segundo monitoreo sobre la unidad 301A a un régimen de 950 RPM, de esto se observan nuevamente niveles de vibración elevados en dirección horizontal en la parte de adelante del motor (lado fan) y en este caso también se observan valores elevados en el caño de descarga de la 1° etapa, antes de ingresar al cooler (punto N° 17 en todas sus direcciones), con este segundo monitoreo se indica el chequeo y corrección de la alineación entre motor y compresor y la modificación en los soportes de la cañería de descarga de 1° etapa. (Los soportes indicados en esta sección se refieren a los que se encuentran por fuera del skid y que acompañan a la cañería a lo largo de fan.) Luego de la corrección de la alineación en ambas unidades y la modificación de 2 de los 5 soportes en la unidad 301A se realiza un nuevo monitoreo sobre la unidad 301A y a un régimen de 970 RPM, en este caso los niveles de vibración en todos sus puntos son admisibles encontrándose por debajo de lo indicado por los fabricantes o normas según el punto de medición. Solo se observa un nivel alto en dirección vertical en el alero que soporta el botellón de descarga de primera etapa, la acción que se toma durante el periodo de medición es vincular este alero al suelo mediante la utilización de tacos y cuñas de madera, observándose una disminución importante en los niveles de vibración, por lo que se indica en este caso la fabricación de una base que cumpla la misma función que en este caso los tacos y cuñas de madera. De los análisis realizados en sus diferentes regímenes se obtienen las siguientes conclusiones e indicaciones: Unidades 301A/B: Rpm: 850 Niveles de pulsaciones: ok Performance: ok Caudal obtenido: 301A: 409.000 m3 día. 301B: 411.000 m3 día. Niveles de vibración en frame: ok Niveles de vibración en block: elevados en el frente en dirección horz. Niveles de vibración en skid: ok Niveles de vibración en cañería: elevados en los puntos 10(vert.) y 17(en todas sus direcciones.) Rpm: 950 Niveles de pulsaciones: ok Performance: ok Niveles de vibración en frame: ok Niveles de vibración en block: elevados en el frente en dirección horz. Niveles de vibración en skid: ok Niveles de vibración en cañería: elevados en los puntos 10(vert.) y 17(en todas sus direcciones.) Indicaciones: Chequeo y ajuste de alineación: Ambas unidades se encontraban con los registros de alineación entre el motor y el compresor fuera de los valores recomendados, este problema fue resuelto por los mecánicos de la planta. Reforma en soportes: En este caso se indica la reforma de unos soportes (dos) que tienen un diseño de fijación del caño con mucha rigidez, por un diseño dúctil de soporte.

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Vista de soportes modificados de rígidos a flexibles en línea que se encuentran por fuera del Skid En referencia al punto 10 (botellón de descarga de 1° etapa), durante el 3° chequeo se realiza un monitoreo en dirección vertical en la estructura en voladizo que soporta dicho botellón, dado que los niveles de vibración son elevados se disminuyen los niveles de vibración vinculando, al voladizo con el suelo por medio de tacos y cuñas de madera, por lo que se indica la fabricación de una base de hormigón que reemplace y cumpla la función de los tacos y cuñas de madera. Soporte en voladizo

Punto de toma de vibracion

Espacio a rellenar con Hormigón

Vista de ambos espectros tomados sobre punto en voladizo sin cuña de soporte y con cuña de soporte Yac. Ramos, Salta, Arg.

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Luego de emitidas las recomendaciones finales se dispusieron las modificaciones necesarias y se realizo luego una nueva ruta de toma de datos obteniéndose resultados dentro de lo especificado para el servicio.

Modificaciones en base de hormigón realizadas en soportes de botellón en voladizo

Vista del mismo equipo antes y después del Revamp. Observase el botellón de descarga de 1° etapa anteriormente más chico y en disposición vertical a la salida, y luego de mayor capacidad y en voladizo

Personal de Predictivo de la contratista realizando mediciones de Vibraciones y Pulsaciones Yac. Ramos, Salta, Arg.

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CONCLUSIONES DE LO OCURRIDO: Luego de haber realizado las mediciones con todas las indicaciones realizadas y teniendo en cuenta que no se pudo monitorear en las condiciones y parámetros en que se encontraba la unidad en el momento de la fisura de los caños, las conclusiones de lo sucedido son: -Resonancia en piping (válvulas de alivio de descarga de 1° y 2° etapa) por diseño muy esbelto, el cual se soluciona aumentando su rigidez con la colocación de costillas de hierro de 3/8”de espesor. -Evidencia de vibración por desalineación entre motor y compresor. -Altos niveles de vibración por estructuras en voladizo, esta estructura es la que soporta al botellón de descarga de 1° etapa. -Mala disipación de las vibraciones, por un diseño no apropiado de la soporteria.

RECOMENDACIONES: -Realizar la fabricación de la base de hormigón, que sujete el soporte en voladizo del botellón de descarga de 1° etapa. -Modificar la soporteria del caño de descarga de primera etapa a lo largo del fan. -Controlar los torques de de anclajes y soportes de todo el skid como lo indica el fabricante. -Control de alineación con mayor frecuencia (en mantenimiento de 9000 HS según REMS). -Revisar la alineación entre bridas para eliminar la existencia de tensión en cañería. (este es un paso que se realizo en el momento del montaje del pre fabricado, sin observarse novedades.)

REFLEXIONES PARTICULARES DEL AUTOR: Quienes hacemos Mantenimientos Predictivo sabemos de una Ley “A toda falla le antecede un cambio”, y la aplicamos cada vez que realizamos un análisis de causa antes de emitir un informe o recomendación. No fue este caso la excepción, al momento mismo de ser convocado y tomar conocimiento de lo ocurrido mi primera consulta al personal de operaciones en Planta fue dirigida a averiguar sobre cualquier cambio anterior, maniobra operativa, intervenciones de Mtto, modificaciones, etc., las respuestas fueron contundentes, se había producido poco tiempo atrás una modificación importante en la configuración de los equipos (Revamp) en la que intervenían componentes del Skid como reemplazo de cilindros de ambas etapas y cambio de diámetros en piping. Si bien las sucesivas pruebas y tomas de datos realizadas fuera de ruta determinaron también otros problemas como alguna desalineación remanente en las maquinas, solturas en anclajes y diseños esbeltos en acometidas, fue sin dudas determinante la conclusión del problema principal que se encontraba en el cambio de condición producido en la reconfiguracion y que no fue tenido en cuenta como un problema a futuro. Agradezco y destaco en esta oportunidad la predisposición y capacidad del personal de Mtto. Predictivo de la empresa contratista para el desarrollo del trabajo en grupo, donde compartimos conocimientos y experiencias para arribar a un diagnostico certero y a una solución definitiva en conjunto.

Carlos M. Sánchez Predictive Maintenance Vibration Analyst Certified: Category II Vibration Institute USA: ISO 14836-2 Certified Ultrasonic Testing - Level I - ISO-9712 Ruta Nac. N° 34, Km. 1431, Gral. Mosconi C/P 4560 Salta, Argentina TEL: 054-03875-4-23333 int.: 680 E. Mail: [email protected]

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