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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENÍERIA MECÁNICA
MEJORAS AL PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN LA METODOLOGÍA FMECA PARA EL HORNO REFORMADOR F-201 PERTENECIENTE A FERTINITRO C.E.C
Por: Guillermo Luis Raven Peña
INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Enero de 2013
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENÍERIA MECÁNICA
“MEJORAS AL PLAN DE MANTENIMIENTO BASADO EN LA METODOLOGIA FMECA PARA EL HORNO REFORMADOR F-201 PERTENECIENTE A FERTINITRO C.E.C
Por: Guillermo Luis Raven Peña
Realizado con la asesoría de: Tutor Académico: Orlando Aguillón Tutor Industrial: Jerson Sucre
INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Enero de 2013
RESUMEN El presente informe de pasantía tiene como objetivo fundamental proponer mejoras al plan de mantenimiento basado en confiabilidad de los equipos críticos de la sección de reformación en la planta de amoniaco, con la finalidad de aumentar la rentabilidad del proceso productivo de la empresa, disminuyendo la ocurrencia de fallas, disminuir costos en mantenimiento e incrementar la confiabilidad operacional de la planta. Para el desarrollo de este informe, se procedió a describir el contexto operacional de la planta, seguidamente se realizó un análisis de criticidad para así determinar por medio de Pareto que equipos se iban a atacar, resultando de este estudio, tres equipos como los más críticos en la sección de reformación: Intercambiador (E-208), Sistema de dosificación (L-207) y el horno reformador primario (F-201), siendo el ultimo nuestro caso de estudio. Posteriormente, se ejecutó un Análisis de Modos, Efectos y Criticidad de Fallas (FMECA), donde se establecieron las funciones, fallas funcionales, modos de falla, criticidad y efectos de las fallas del horno reformador F-201, para luego seleccionar las tareas de mantenimiento a realizarse, además de un breve análisis de las fallas más comunes que arrojó la realización del FMECA. Entre las fallas más comunes que presenta el horno se encuentra la caída del refractario, que tienen como consecuencias puntos calientes y deterioro prematuro de paredes, tubos, aislamiento, estructuras, además de desajuste de mirillas y ventanillas por donde se pierde parte del calor generado. Otra de las fallas más comunes es el mal funcionamiento de los quemadores, esto ocurre por desajustes, mala calibración, o simplemente por falta de mantenimiento.
Se logrará disminuir la incidencia de fallas en el F-201, disminuir las perdidas por las demoras en el proceso, aumentar la producción, obteniéndose un considerable ahorro de recursos económicos, aplicando un 70 % de actividades preventivas y el resto en correctivas, las cuales consisten en inspecciones visuales, inspecciones con cámaras termográficas y reemplazo a tiempo de componentes que hayan culminado su vida útil.
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ÍNDICE
RESUMEN .................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.ii ÍNDICE .......................................................................................................................................... iv ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................. viii ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................. ix INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 1 CAPÍTULO I ................................................................................................................................... 3 1.1 Descripción de la empresa ..................................................................................................... 3 1.2 Planteamiento del Problema .................................................................................................. 3 1.3 Antecedentes .......................................................................................................................... 4 1.4 Justificación e Importancia .................................................................................................... 4 1.5 Objetivos................................................................................................................................ 5 1.5.1 Objetivo General............................................................................................................. 5 1.5.2 Objetivos Específicos ..................................................................................................... 5 CAPÍTULO II .................................................................................................................................. 7 2.1 MARCO TEÓRICO .............................................................................................................. 7 2.1.1 Sección de Reformación ................................................................................................. 7 2.1.2 Formación de Carbono ................................................................................................... 9 2.1.3 Presión de Operación ................................................................................................... 10 2.1.4 Reformador Primario .................................................................................................... 10 2.2 Partes del Horno Reformador .............................................................................................. 11 2.2.1Sección Radiante ........................................................................................................... 12 2.2.2 Línea de Transferencia ................................................................................................. 12 2.2.3Sección de Recuperación de Calor O Sección Convectiva ........................................... 13 iv
2.2.4Ducto de Humo ............................................................ ¡Error! Marcador no definido.3 2.2.5 Tubos Catalíticos ........................................................ ¡Error! Marcador no definido.3 2.2.6 Quemadores .................................................................................................................. 13 2.2.7 Elementos Refractarios ............................................... ¡Error! Marcador no definido.4 2.2.8 Estructura .................................................................... ¡Error! Marcador no definido.5 2.2.9 Intercambiadores ........................................................ ¡Error! Marcador no definido.6 2.2.10 Catalizador ................................................................ ¡Error! Marcador no definido.6 2.3 Guía de Mejorabilidad ....................................................... ¡Error! Marcador no definido.6 2.4 Definiciones ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido.8 2.4.1 Mantenimiento ............................................................ ¡Error! Marcador no definido.8 2.4.2 Mantenimiento Preventivo ......................................... ¡Error! Marcador no definido.8 2.4.3 Mantenimiento Correctivo. ......................................... ¡Error! Marcador no definido.8 2.4.4 Falla ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.9 2.4.5 Causa de la falla .......................................................... ¡Error! Marcador no definido.9 2.4.6 Consecuencia de falla ................................................. ¡Error! Marcador no definido.9 2.4.7 Efecto de falla ............................................................. ¡Error! Marcador no definido.9 2.4.8 Análisis De Fallas ....................................................... ¡Error! Marcador no definido.9 2.4.9 Técnicas de vigilancia de la condición. ........................................................................ 20 2.4.10 Análisis de modos, efectos y criticidad de falla (FMECA) ........................................ 20 2.5 MARCO METODOLÓGICO ............................................................................................. 21 2.5.1 Revisión Bibliográfica. ................................................................................................. 21 2.5.2 Entrevistas no Estructuradas. ........................................................................................ 21 2.5.3 Visitas de campo e inspección visual. .......................................................................... 21 2.5.4 Análisis de modos, efectos y criticidad de falla (FMECA) .......................................... 21 2.6
EQUIPOS, MATERIALES, SUSTANCIAS Y HERRAMIENTAS ............................. 22
2.6.1 Equipos a Utilizar ......................................................................................................... 22 v
2.6.2 Materiales a Utilizar ..................................................................................................... 22 2.6.3 Sustancias .................................................................................................................... 22 2.6.4 Herramientas a utilizar.................................................................................................. 22 2.7 Metodología Empleada ....................................................................................................... 22 CAPÍTULO III ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.6 3.1 Criticidad de Equipos ........................................................ ¡Error! Marcador no definido.6 3.2 Situación Actual .................................................................................................................. 29 3.2.1 Planes de Mantenimiento ............................................................................................. 29 3.3 Análisis de modos, efectos y criticidad de falla (FMECA)¡Error!
Marcador
no
definido.30 3.4 Análisis de las Fallas más Comunes del Horno Reformador .............................................. 39 3.4.1 Puntos Calientes ........................................................................................................... 39 3.4.2 Corrosión ...................................................................................................................... 40 3.4.3 Fractura de tubos .......................................................................................................... 41 3.4.4 Problemas Operacionales ............................................................................................. 41 3.4.5 Caída de Elementos Refractarios .................................................................................. 42 3.5 Actividades de Mantenimiento .......................................... ¡Error! Marcador no definido.3 3.6 Programa de Mantenimiento ............................................................................................... 44 3.6.1 Intercambiadores ........................................................ ¡Error! Marcador no definido.5 3.6.2 Elementos Refractarios ............................................... ¡Error! Marcador no definido.6 3.6.3 Soportes de la Estructura ............................................ ¡Error! Marcador no definido.6 3.6.4 Áreas Externas .............................................................................................................. 47 3.6.5 Quemadores .................................................................................................................. 47 3.6.6 Capas, Ductor y Chimenea ........................................................................................... 47 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................... ¡Error! Marcador no definido.8 4.1. Conclusiones....................................................................................................................... 48 vi
4.2 Recomendaciones ................................................................................................................ 49 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................... 50
}
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Factores para Evaluar Mejorabilidad. .......................................................................... 17 Tabla 3.1. Factores de Mejorabilidad F-201 ................................................................................. 26 Tabla 3.2. Componentes del Horno Reformador ........................................................................... 28 Tabla 3.3 Datos Generales y Técnicos .......................................................................................... 29 Tabla 3.4. Modelo FMECA ........................................................................................................... 31 Tabla 3.5. FMECA Tubos Catalíticos ........................................................................................... 32 Tabla 3.6 Departamentos Responsables ........................................................................................ 42 Tabla 3.7. Las Actividades De Mantenimiento Preventivo ........................................................... 43 Tabla 3.8. Las Actividades De Mantenimiento Correctivo ........................................................... 44
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura. 2.1 Sección de Reformación ............................................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.2 Típico Arreglo del Horno Reformador ........................ ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.3. Línea de Transferencia ................................................ ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.4 Tubos Catalíticos / Figura 2.5 Tubos Catalíticos ......... ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.6 Quemadores JHON ZINK ............................................ ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.7 Ladrillos Refractarios ................................................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.8 Módulos de Refractarios .............................................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.9 Fibra Cerámica ............................................................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 2.10 Galerías del equipo / Figura 2.11 Exterior del Equipo¡Error!
Marcador
no
definido. Figura 2.12 Refractario R-67-7H .................................................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 3.1 – Reformador Primario y Secundario .......................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 3.2 Pareto de la sección de reformación............................. ¡Error! Marcador no definido. Figura 3.3. Medición con Cámara Termográfica .......................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 3.4. Corrosión Externa / Figura 3.5 Corrosión Interna ..... ¡Error! Marcador no definido. Figura 3.6. Corrosión Galvánica / Figura 3.7 Corrosión Galvánica¡Error!
Marcador
no
definido. Figura 3.8. Tubos 117 y 118 Pandeados / Figura 3.9 Tubos 117 y 118 Taponados ............. ¡Error! Marcador no definido. Figura 3.10. Mal estado de Ladrillos / Figura 3.11. Mal Estado de Módulos¡Error! no definido.
ix
Marcador
0
INTRODUCCIÓN La empresa Fertilizantes Nitrogenados de Venezuela (FertiNitro C.E.C), se ha consolidado en el país como una empresa productora y exportadora de urea y amoníaco de alta calidad desde el año 2000, la urea es utilizada principalmente como fertilizante y el amoníaco como materia prima para otros productos. Esta empresa cuenta con dos plantas de amoníaco, cuya capacidad de producción es 1.800 toneladas por día cada una, y dos plantas de Urea granulada, cada una con capacidad de producción de 2.250 toneladas métricas por día (TMPD). En la actualidad el buen funcionamiento de una planta está relacionado directamente con el mantenimiento que se establezca en esta, las industrias se han visto sometidas a profundos cambios de sus procesos productivos a través del fortalecimiento de sus operaciones. Debido a esto, es de gran importancia realizar los estudios para que de acuerdo a los resultados se determine el mantenimiento efectivo destinado a los equipos pertenecientes a la planta. Muchas empresas se valen de novedosas herramientas basadas en filosofías de mejoramiento para tratar las gestiones aplicadas resulten exitosas, sin embargo resulta difícil tener un mejor control sobre los efectos de desgaste, fugas y perdidas de función; entre otros, que presentan los equipos durante su desempeño operacional. La Gestión de Mantenimiento, consiste en mantener un control en cuanto a la efectividad y eficiente utilización de los recursos materiales, económicos, humanos y de tiempo para alcanzar los objetivos de mantenimiento, el mantenimiento es un servicio que agrupa una serie de actividades cuya ejecución permite alcanzar un mayor grado de confiabilidad en los equipos, construcciones civiles, instalaciones.
1 En ambas unidades de amoniaco, el sistema consta de un horno reformador primario en la sección de reformación, en los cuales se desea tener un mantenimiento adecuado para garantizar el buen funcionamiento, constante y efectivo, debido a esto, se realizarán mejoras en su mantenimiento, para así disminuir las paradas imprevistas y garantizar su continuo funcionamiento. El estudio se basara en el diagnóstico del mantenimiento de los hornos, con el respaldo de formatos de registro, la observación directa y las recomendaciones del manual del fabricante. Una vez identificadas las causas que influyen en la situación actual del mantenimiento de los hornos, se elaborara mejoras al mantenimiento a través de la metodología FMECA y así aumentar la confiabilidad del sistema en general.
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CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Descripción de la empresa
Fertilizantes Nitrogenados de Venezuela, FERTINITRO C.E.C., fue construida a partir del año 1998, iniciándose sus operaciones y producción en octubre del año 2000. La misma cuenta con dos plantas de amoniaco anhídrido, cuya capacidad de producción es de 1800 toneladas por día cada una, y dos plantas de urea granulada de tecnología Snamprogetti; cada una con capacidad de producción de 2250 toneladas métricas por día (TMPD). Las dos unidades de urea (11 y 21) son idénticas y se dividen en 5 secciones: el circuito de alta presión, el circuito de media presión, el circuito de baja presión, la sección de vacío y por último la de hidrólisis. Adicionalmente posee las áreas de servicios para: generación de vapor, agua desmineralizada, tratamiento de agua de enfriamiento, aire de servicio, nitrógeno de servicio, efluentes, almacenamiento, entre otros.
FERTINITRO debe cumplir con las expectativas de calidad y servicio de los clientes, directos e indirectos, para poder ser reconocida como la empresa productora más confiable de amoniaco y urea de alta calidad. Al mismo tiempo es una compañía de carácter mixto, con participación de empresas del estado venezolano, como Petroquímica de Venezuela (Pequiven), y empresas privadas extranjeras y venezolanas, como Koch Industries, Snamprogetti y Empresas Polar
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1.2 Planteamiento del Problema En estos momentos existen planes de mantenimiento para el horno reformador basados en recomendaciones del fabricante, o simplemente aplicando un mantenimiento correctivo, es decir, cuando falle repararlo, y el objetivo de la gerencia de mantenimiento es garantizar una continua producción y mantener los equipos activos en la máxima confiabilidad posible. Debido a que el horno reformador es un equipo crítico de la planta de FertiNitro, es necesario mejorar las actividades de mantenimiento, y para ello se utilizó la metodología FMECA, con el objeto de identificar los modos de falla que representan un mayor riesgo, para posteriormente seleccionar las mejoras en las tareas de mantenimiento, ya sean preventivas, predictivas o correctivas.
1.3 Antecedentes
ACR 12-F-201 ROTURA DEL TUBO 117, 19/06/2007: Se detectó de forma visual por parte de operaciones en las rutinas de inspección, como causa latente se concluyó la descalibración de los quemadores. Se recomendó retomar rutina de mantenimiento de quemadores.
ACR por parada de U-22 por baja presión de Gas Combustible al F-201, 04/23/2007: debido a la activación del indicador 22-I-1 por baja presión de combustible al F-201 dejo de funcionar el equipo. Se recomendó utilizar un desplazador de humedad en spray o aislante y también corregir fuga en 22-HV-2012.
Reporte de Inspección a los 250 tubos del F-201, Magnetische Prufanlagen, 22/07/2007: Se realizó medición de espesores a todos los tubos catalíticos, arrojando que 4 de ellos necesitan ser reemplazados por bajo espesor, las posibles causas son problemas con los quemadores o problemas químicos en el proceso dentro de los tubos.
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1.4 Justificación e Importancia
Actualmente el horno reformador presenta una alta frecuencia de fallas, que disminuye la eficiencia y la producción del equipo, además una falla en la que sea necesaria detener el equipo, involucraría pérdidas entre 60 y 75 Ton/h de amoníaco. El horno reformador es un equipo de vital importancia debido a que es donde comienza el proceso de producción de urea granulada, luego de que se desulfura el gas, empieza la sección de reformación, que es el resultado de calentar la mezcla de gas natural / vapor para luego seguir con el proceso, cuyo final es la urea granulada. Otro factor por el cual el horno es crítico es en cuanto a su manutención, debido a que se necesitan muchos recursos y mucho tiempo para realizar los trabajos que requiera, es decir muchos días con la planta fuera de servicio. Por los motivos antes expuestos es necesaria la propuesta de mejoras en el plan de mantenimiento de este equipo, para cumplir su vida remanente y evitar fallas indeseables. Se realizó un estudio a través de Pareto en la sección de reformación, que arrojó como equipo crítico al F-201, entre los factores involucrados en el estudio se encontraban los antes mencionados, entre otros. Para la elaboración del plan de mantenimiento se utilizará el procedimiento de análisis de modos,
efectos de fallas y criticidad (FMECA), que constituye un grupo de actividades
realizadas en forma sistemática y sistémica que permite documentar las funciones, fallas, modos, causas de falla con sus efectos y consecuencias en los activos, para posteriormente recomendar acciones, como planes de mantenimiento e instructivos de inspección, con la finalidad de disminuir el riesgo de parada, actuando a nivel de causas o consecuencias. 1.5 Objetivos 1.5.1 Objetivo General
5
Elaborar un plan de mantenimiento basado en la metodología de modo, efecto y criticidad de fallas (FMECA), para el reformador primario (F-201) de la planta de procesos de FertiNitro C.E.C.
1.5.2 Objetivos Específicos
Determinar las partes constitutivas del horno reformador primario F-201.
Realizar un diagnóstico basado en historiales de fallas, consultas e inspección visual de las condiciones de operación actuales.
Aplicar el FMECA a los elementos que componen el horno reformador.
Mejorar el plan de mantenimiento al horno reformador basado en los resultados obtenidos de la aplicación del FMECA.
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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Y METODOLÓGICO
2.1 MARCO TEÓRICO
2.1.1 Sección de reformación El reformador primario es donde se lleva a cabo el primer paso para la síntesis de amoníaco. En esta unidad se reforma el gas natural mediante la adición de vapor de agua y el calentamiento en presencia de un catalizador para formar el gas de síntesis rico en hidrógeno. Este gas se mezcla con aire en forma de una combustión a fin de crear la relación de nitrógeno (proveniente del aire) e hidrógeno (proveniente de la reformación) necesaria para la formación de amoníaco. El reformador primario se puede concebir como un gran horno en el cuál el gas natural se calienta. Este último fluye a través de tubos llenos de catalizador que son calentados externamente en una cámara de combustión por quemadores localizados a lo largo de los tubos. En total hay 250 tubos y 600 quemadores por reformador. [6] El gas caliente es recolectado en 5 colectores los cuáles transportan el gas hacia una línea de transferencia y posteriormente hacia el reformador secundario (R-203) donde ocurre la adición de aire.
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En la Figura 2.1 se observa el proceso de reformación de forma más detallada, en ella se puede observar tanto el reformador primario como el secundario, con una buena parte de las líneas involucradas en el proceso.
Figura. 2.1 Sección de Reformación
En la sección de reformación, el gas desulfurado se convierte en gas de síntesis mediante la reformación catalítica de los hidrocarburos con el vapor y la adición de aire. El proceso de reformación de vapor puede ser descrito por las reacciones siguientes:
(1)
C n H 2 n 2 H 2 O C n 1 H 2 n CO 2 3H 2 calor
( 2)
CH 4 2 H 2 O
(3)
CO 2 H 2 CO H 2 O calor
CO 2 4 H 2 calor
La reacción (1) describe la reformación de los hidrocarburos más pesados, que se transforman en hidrocarburos livianos en varias etapas, resultando finalmente en metano, que se reforma según la reacción (2).
8 El suministro de calor requerido para la reacción inversa de conversión (3) es muy pequeño comparado con el suministro de calor requerido para las reacciones (1) y (2). Las reacciones tienen lugar en dos pasos, en el reformador primario 12/22 F 201 y en el reformador secundario 12/22 R 203. [6] El sistema de reformación se ilustra en la Figura 3.1
Figura 3.1 – Reformador Primario y Secundario
9 2.1.2 Formación de Carbono En la operación del sistema de reformación, es posible la formación de carbón fuera y/o dentro de las partículas del catalizador. Los depósitos de carbón alrededor de las partículas aumentarán la caída de presión sobre el lecho del catalizador, y los depósitos adentro reducirán la actividad y la resistencia mecánica del catalizador. La relación de diseño vapor/carbono es 3.1:1 y es suficientemente superior a la relación donde es posible la formación de carbono sobre un catalizador activo.
2.1.3 Calor de Reacción En el reformador primario, el calor de reacción necesario se suministra como calor indirecto mediante el fuego, y en el reformador secundario el calor se suministra como calor directo mediante la combustión de la mezcla de gas con el aire. La introducción de aire también provee el nitrógeno requerido para la síntesis de amoníaco. Dado que la relación H2/N2 en el gas de síntesis que se agrega al circuito debería mantenerse en un valor cercano a 3.0, la cantidad de aire es fija. La reacción de reformación y, por lo tanto la fuga de metano desde el reformador secundario está controlada mediante el ajuste del calor del reformador primario.
2.1.4 Presión de Operación Como el metano es un gas inerte en la síntesis de amoníaco, es deseable minimizar su concentración en el gas de síntesis de amoníaco. El contenido de metano en el gas de síntesis es regido por el equilibrio de la reacción de reformación (2) y por el rendimiento que se obtiene en la práctica, dependiendo de la actividad del catalizador. Según la reacción (2) un contenido inferior de metano puede ser obtenido aumentando la temperatura, bajando la presión o agregando más vapor. Por otra parte, una presión de reformación relativamente alta resulta en un ahorro considerable del consumo de potencia para la compresión de gas de síntesis. Se ha seleccionado una presión de operación de 43.5 kg/cm2g a la entrada del reformador primario. [6]
2.1.5 Reformador Primario
10 El primer paso del proceso de reformación de vapor tiene lugar en el reformador primario, 12/22 F 201.
En el 12/22 F 201 la mezcla de vapor e hidrocarburo, que se precalienta a 535 °C en el 12/22 E 201, pasa en forma descendente a través de los tubos verticales que contienen el catalizador. El reformador primario es un horno de fuego donde el calor sensible y el calor de reacción son transferidos por radiación desde una serie de quemadores de pared a los tubos del catalizador.
Con la finalidad de asegurar la combustión completa del gas combustible, los quemadores operan con una relación de aire en exceso de aproximadamente 5%, que corresponde a 1,1% de oxígeno en los gases de combustión.
Los hidrocarburos en la alimentación al reformador primario se convierten en óxidos de carbono e hidrógeno. El gas de salida, que deja el reformador primario contiene aproximadamente 11.6 mol % de metano (en base seca). La temperatura de salida del reformador primario está cerca de los 807 °C, que es la temperatura de entrada al reformador secundario, 12/22-R-203.
El reformador primario tiene un total de 250 tubos de reformación, instalados en dos zonas radiantes. El tope de los tubos de reformación se carga con catalizador R-67R-7H colocado encima de un lecho de catalizador con promotores alcalinos RK-69-7H. La parte remanente de los tubos de reformación se carga con el catalizador R-67-7H. 2.2 Partes del Horno Reformador El F-201es un horno tipo Dúplex, con tubos verticales como se observa en la Figura 2.2, se puede dividir a grandes rasgos en las siguientes secciones:
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Figura 2.2 Típico Arreglo del Horno Reformador 2.2.1Sección Radiante Es el área principal del horno, donde ocurre la reformación primaria, está compuesta por 250 tubos rellenos con catalizadores para acelerar la reacción, que se produce gracias a 600 quemadores distribuidos a lo largo de la sección. 2.2.2 Línea de Transferencia La mezcla de gas con vapor ya reformado primariamente es recolectada en 5 colectores los cuáles transportan el gas hacia una línea de transferencia y posteriormente hacia el reformador secundario (R-203) donde ocurre la adición de aire. En la Figura 2.3 se observa el extremo de la línea de transferencia.
Figura 2.3. Línea de Transferencia
12 2.2.3 Sección de Recuperación de Calor O Sección Convectiva Los gases de escape son aprovechados en esta sección, en la cual hay 5 serpentines (intercambiadores de calor), que sirven para enfriar los gases que son expedidos a la atmosfera y también para precalentar fluidos de proceso. 2.2.4 Ducto de Humo El ducto de humo no es más que una chimenea en la cual los gases de escape son liberados a la atmosfera. 2.2.5 Tubos Catalíticos Son las tuberías por donde pasa la mezcla de gas + vapor de agua, posee 250 tubos que se encuentran llenos de 3 tipos de catalizadores. En la Figura 2.4 y la Figura 2.5 se observan los tubos.
Figura 2.4 Tubos Catalíticos
Figura 2.5 Tubos Catalíticos
2.2.6 Quemadores Son los encargados de suministrar el calor a la mezcla de gas con vapor de agua para así propiciar la reformación, el horno posee 600 quemadores JHON ZINK, en la Figura 2.6 se aprecian los quemadores. [7]
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Figura 2.6 Quemadores JHON ZINK 2.2.7 Elementos Refractarios Materiales o productos no metálicos cuyas propiedades químicas y físicas permiten que sean utilizados en un ambiente de temperaturas elevadas. En el horno reformador existen al menos 3 elementos refractarios; los ladrillos refractarios, que recubren paredes, techo y pisos del horno; los módulos refractarios, que se encuentran en las tuberías y líneas de transferencia, y son sujetados con numerosos anclajes a lo largo de las líneas; la fibra cerámica, que se utiliza para las junas de las paredes para absorber la dilatación debido a las altas temperaturas del horno, la finalidad de los elementos refractarios es proteger las estructuras metálicas de las altas temperaturas generadas por el equipo.
Figura 2.7 Ladrillos Refractarios
Figura 2.8 Módulos de Refractarios
14
Figura 2.9 Fibra Cerámica 2.2.8 Estructura La estructura en su gran parte metálica es el esqueleto del horno reformador, está conformada por columnas, escaleras, pasarelas, plataformas, vigas, techo, entre otros componentes, en la figura se observan las plataformas, pasarelas y escaleras, además de una vista lateral del horno reformador. En las Figura 2.10 y la Figura 2.11 se observa la estructura física del equipo.
Figura 2.10 Galerías del equipo
Figura 2.11 Exterior del Equipo
15 2.2.9 Intercambiadores Existen 8 intercambiadores distribuidos en la sección de recuperación de calor del horno reformador y en el ducto de humo, que tienen como fin disminuir la temperatura de los gases de escape generados, además se utiliza la alta temperatura de los gases para precalentar distintos fluidos del proceso. 2.2.10 Catalizador El elemento catalizador tiene como función acelerar la reacción química que ocurre gracias al calor suministrado a la mezcla de gas y vapor de agua. El catalizador utilizado para esta aplicación son cilindros de 16x11 mm con 7 orificios para minimizar la caída de presión, compuesto de óxido de níquel, oxido de magnesio y oxido de aluminio. Para el reformador primario se utilizan tres diferentes formas del mismo catalizador. Estas se colocan en capas en cada uno de los tubos. Las tres formas del catalizador utilizado son: R-67-7H (ver Figura 2.12), RK-69-7H y R-67R-7H. La combinación de estos tres catalizadores es un tubo con 12 m (0,15 m3) de catalizador para la reformación del gas natural. Para un total de 250 tubos son 38,4 m3 de catalizador. [9]
Figura 2.12 Refractario R-67-7H 2.3 Guía de Mejorabilidad Permite establecer cuales equipos son críticos en la planta por medio de los siguientes factores considerados en la tabla 2.1: Frecuencia de Falla, Producción Normal, Tiempo de Parada Afectando al Sistema, Afectación a Producción, Costos de Reparación, Impacto en la Seguridad Personal, Impacto Ambiental, con sus respectivas ponderaciones, las cuales son necesarias para la determinación de la mejorabilidad de los equipos.
16 Tabla 2.1. Factores para Evaluar Mejorabilidad. Frecuencia de Fallas (que impacte producción) Menos de 1 vez por año
Ponderación 0.5
De 1 a 6 Fallas/año
4
De 7 a 12 Fallas/año
10
De 13 a 52 Fallas/año
33
De 53 a 365 Fallas/año
209
Más de 365 Fallas/año Producción Normal de Amoniaco Ton/h
365 Ponderación
Menos de 15 Ton/h
2
Entre 15 y 30 Ton/h
7
Entre 30 y 45 Ton/h
11
Entre 45 y 60 Ton/h
16
Entre 60 y 75 Ton/h
20
Tiempo de Parada Afectado al Sistema (TPFS)
Ponderación
Menos de 2 horas
1
De 2 a 4 horas
3
De 4 a 8 horas
6
De 8 a 16 horas
12
De 16 a 48 horas
32
De 48 a 96 horas
72
Más de 96 horas
96
Afectación a Producción por falla en el sistema (interno) Sin Impacto
Ponderación 0
Menos de 10 %
0.05
De 11 a 25 %
0.18
De 26 a 50 %
0.38
De 51 a 75 %
0.63
De 76 a 99 %
0.88
Impacto Total Costos de Reparación ( labor + materiales )
1.0 Ponderación
Menos de 10000 Bs
1
De 10000 a 25000 Bs
4
De 25000 a 50000 Bs
8
De 50000 a 100000 Bs
16
De 100000 a 250000 Bs
32
17 De 250000 a 500000 Bs
82
Más de 500000 Bs
109
Impacto en la Seguridad Personal (heridas, fatalidades)
Ponderación
Al menos una fatalidad, discapacidad total
5000
Múltiples lesiones serias, discapacidad temporal o parcial
2750
Lesión leve, tratamiento médico extendido
300
Primero auxilios, tratamiento médico puntual
100
Sin lesiones
0
Impacto Ambiental (daños a terceros, fuera de instalaciones, entre otros)
Ponderación
Venteo, fuga o derrame masivo de sustancias peligrosas, daño ambiental Acontecimiento mayor, el cual está más allá de los recursos de combate
5000 disponibles en la instalación.
2750
Acontecimiento menor que implica impacto ambiental local.
300
Acontecimiento ocurrido dentro del límite de batería, con potencial de causar daño ambiental
100
Sin efecto ambiental
0
Fórmula de Mejorabilidad = Frec. Falla * { (Prod. Normal*TPFS*%Afectación) + costos rep. + Imp. Seg.}
2.4 Definiciones
2.4.1 Mantenimiento Conjunto de actividades que permiten mantener un equipo, sistema o instalación en condición operativa, de tal forma que cumplan las funciones para las cuales fueron diseñados y asignados o restablecer dicha condición cuando ésta se pierde. [1] 2.4.2 Mantenimiento Preventivo Consiste en un grupo de tareas planificadas que se ejecutan periódicamente, con el objetivo de garantizar que los activos cumplan con las funciones requeridas durante su ciclo de vida útil dentro del contexto operacional donde se ubican, y así mejorar la eficiencia de los procesos. [2] 2.4.3 Mantenimiento Correctivo. Es una actividad que se realiza después de la ocurrencia de una falla. El objetivo de este tipo de mantenimiento es llevar a los equipos a sus condiciones originales después de una falla, por medio de la restauración o reemplazo de componentes o partes de equipos, debido a desgaste, daños o roturas. [5]
18 2.4.4 Falla Según la norma ISO14224 se define como
la terminación de la habilidad de un
sistema/equipo/parte para realizar una función requerida. 2.4.5 Causa de la falla Circunstancias durante el diseño, la fabricación, instalación, el uso o el mantenimiento, las cuales han conducido a una falla. (ISO 14224) 2.4.6 Consecuencia de falla Son las maneras en que se presentan el efecto de un modo de falla o una falla múltiple (evidencia de falla, impacto en seguridad, el ambiente, capacidad operacional, y los costos directos e indirectos de la reparación) (SAE JA-1011). 2.4.7 Efecto de falla Mecanismo de deterioro cuando un modo de falla ocurre, (SAE JA-1011). El efecto, es lo que experimenta el responsable de un sistema, como resultado de la ocurrencia de un modo de falla. 2.4.8 Análisis De Fallas El análisis de fallas se realiza con la finalidad de determinar aquellas fallas que influyen en los equipos, entorpeciendo el buen funcionamiento de los mismos, así como para determinar las causas que originan las fallas de piezas y equipos en servicio, de esta manera se podrán proponer soluciones para su disminución, mejorando la labor de mantenimiento y sus resultados. Debido a la cantidad de fallas que ocurren en los diferentes equipos se hace necesario la aplicación de un criterio selectivo para atacar en primer lugar las fallas que más impactan negativamente en los resultados de mantenimiento, como son: demoras en el proceso de producción, utilización de recursos humanos y los costos. Tipos de análisis de falla:
Análisis Técnico de Fallas: Estudia la dependencia de los mecanismos con respecto a la causa que las origina. El estudio es realizado directamente por el analista de mantenimiento, basado en la información técnica que disponga sobre la falla y su experticia al respecto.
19
Análisis Estadístico de Fallas: Estudia la dependencia en el tiempo de los mecanismos, sin importar la causa que la ocasiona. El comportamiento de la falla de los equipos se mide a través de los indicadores de confiabilidad. [3]
2.4.9 Técnicas de vigilancia de la condición Las técnicas de vigilancia de la condición se basan en dispositivos utilizados para vigilar, detectar y diagnosticar la condición de los sistemas considerados. Por tanto, el objetivo de la técnica de vigilancia de la condición es suministrar información referente a la condición real del sistema y a los cambios que se producen en esa condición. Es importante entender el comportamiento del elemento al producirse el fallo, para que puedan seleccionarse las técnicas de vigilancia más efectivas. Debido al creciente interés en esta técnica durante los últimos años, existen muchos desarrollos de dispositivos relacionados con la vigilancia de la condición de sistemas. Actualmente se utilizan cámaras termográficas, monitoreo de condiciones en sala de control, simuladores para observar la llama de quemadores, entre otros. 2.4.10 Análisis de modos, efectos y criticidad de falla (FMECA) Es una extensión del AMEF o análisis de modos y efecto de falla. Fue originalmente desarrollado por la fuerza militar de Estados Unidos en los años 40. En la década de los 60 fueron utilizadas variaciones del FMECA en programas de la NASA como el programa Apollo, Viking, Voyager, Magellan y Galileo. Es un grupo de actividades realizadas de manera sistemática y sistémica que permite documentar las funciones, fallas, modos, causas de falla, con sus efectos y consecuencias en los activos para posteriormente recomendar acciones que busquen disminuir el riesgo, actuando a nivel de causas o consecuencias. El análisis de criticidad es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones, orientando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar, basado en la realidad actual.[4]
20 2.5 Marco Metodológico
2.5.1 Revisión Bibliográfica Es una herramienta que permite la realización de investigaciones mediante la red interna y externa, en libros técnicos, manuales, tesis de grado, normas e informes técnicos que aporten información para facilitar la elaboración del proyecto que se propone. 2.5.2 Entrevistas no Estructuradas Esta técnica está dirigida a todas las personas encargadas de la operación diaria del equipo en estudio, así como también el personal encargado del mantenimiento del mismo. Por medio de esta técnica se logra la recopilación de información con el propósito de obtener datos cuantitativos y cualitativos referentes a los procedimientos, prácticas y políticas existentes dentro de la empresa referente al equipo en estudio. 2.5.3 Visitas de campo e inspección visual Esta técnica se empleará para conocer detalladamente el funcionamiento y operación, así como también todo lo relacionado con el horno reformador y de esta forma familiarizarse con el proceso y las características del mismo para lograr un plan de mantenimiento idóneo que se ajuste a las necesidades actuales de mantenimiento. 2.5.4 Análisis de modos, efectos y criticidad de falla (FMECA) Esta técnica se refiere a un grupo de actividades realizadas de manera sistemática y sistémica que permite documentar las funciones, fallas, modos, causas de falla, con sus efectos y consecuencias en los activos para posteriormente recomendar acciones que busquen disminuir el riesgo, actuando a nivel de causas o consecuencias. El análisis de criticidad es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones, orientando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar, basado en la realidad actual. [8]
21 2.6 EQUIPOS, MATERIALES, SUSTANCIAS Y HERRAMIENTAS
2.6.1 Equipos a Utilizar o Cámara Fotográfica Digital Sony modelo DSC-TX10 2.6.2 Materiales a Utilizar o Textos, planos, manuales e informes técnicos. o Implementos de seguridad personal (cascos, lentes, botas) o Máscara antigás (incluye filtros de gas amoniaco) o Artículos de oficina: papel, bolígrafos, carpetas, entre otros. 2.6.3 Sustancias (no se requieren)
2.6.4 Herramientas a utilizar o Sistema operativo Microsoft Windows 7 o
Software Microsoft Office Profesional
o
SAP
NOTA: Parte de los materiales y herramientas mencionadas se encuentran ubicados en la Planta de Procesos FertiNitro, Jose, Estado Anzoátegui y disponibles de lunes a viernes de 7:00 am a 4:00 pm.
2.7 Metodología Empleada Para la mejora del plan de mantenimiento del horno reformador F-201 se propone el siguiente proceso: 1. Listar los Sistemas o Subsistemas que serán objeto de la evaluación 2. Verificar si el subsistema cumple la función requerida, verificando los siguientes aspectos: A. Contexto Operativo B. Función que se desea del activo, en términos de:
Seguridad y Protección Ambiental
Producción
22
Confiabilidad
Disponibilidad
Calidad
Normativa y leyes
Apariencia
Para el caso que no cumpla con la intensión de diseño o el desempeño requerido, será necesario realizar Análisis Causa Raíz (ACR), para establecer las tareas de restauración de la función objetivo, considerando lo siguiente:
Capacidad Física del activo (incluyendo modificaciones realizadas).
Condiciones físicas actuales de los equipos del subsistema.
Procedimiento de Disciplina Operativa.
3. Seleccionar los sistemas con mayor criticidad, tomando en cuenta los siguientes factores:
Equipos que han fallado en el pasado.
Equipos que están fallando en la actualidad.
Equipos que no han fallado, pero que representan un riesgo considerable de pérdidas de producción, costos de reparación, impacto a la seguridad de las personas o al medio ambiente.
Consecuencias de falla ( producción, tiempo fuera de servicio, costos de reparación)
Impacto ambiental y en la seguridad personal
4. Realizar el FMECA del equipo en cuestión, siguiendo el siguiente procedimiento 4.1 Listar los equipos que conforman cada sistema. 4.2 Registrar las partes de los equipos que pueden fallar durante la operación del activo. Este listado se hará a nivel de ítem mantenible. Para seleccionar las partes a analizar se pueden usar los siguientes criterios:
Información suministrada por el fabricante
Partes que han fallado en el pasado o están fallando en la actualidad.
Partes que no han fallado, pero que representan un riesgo considerable de pérdidas de producción, costos de reparación, impacto a la seguridad de las personas o al medio ambiente. 4.3 Registrar los modos de falla de cada parte del equipo seleccionado. El criterio de selección de los modos de falla a analizar es el siguiente:
23
Modos de falla que han ocurrido en el pasado de este equipo.
Modos de falla que estén ocurriendo en la actualidad.
Modos de falla que no han ocurrido, pero que representan un riesgo considerable de pérdidas de producción, costos de reparación, impacto a la seguridad de las personas o al medio ambiente. 4.4 Registrar las causas raíces que pueden ocasionar cada modo de falla identificado. 4.5 Registrar los efectos falla de cada combinación Modo-Causa de falla, indicando:
Síntomas esperados.
Frecuencia o probabilidad estimada de falla.
Impacto al medio ambiente, de existir.
Impacto a la seguridad, de existir.
Cualquier otro evento adverso asociado a la ocurrencia de la falla. 4.6 Para cada causa raíz, cuyo riesgo se justifique se deben registrar las tareas específicas que la eliminen o reduzcan su frecuencia-probabilidad y/o sus consecuencias. Si el riesgo es considerado muy bajo se puede evaluar la estrategia de mantenimiento de operar hasta la falla. Al recomendar una tarea se debe verificar que la misma sea técnicamente factible y viable económicamente.
5. Establecer las tareas para cada causa de falla determinada, Si la(s) tarea(s) registrada(s) implican un cambio substancial, se deben seguir los lineamientos de disciplina operativa para realizar el manejo del cambio. 6. Estimar y registrar el tiempo de ejecución de los grupos de tareas y los recursos requeridos propios y contratados, a saber:
Repuestos.
Materiales.
Mano de obra.
Servicios.
Herramientas especiales.
24 7. Emitir reporte a la Máxima Autoridad de Mantenimiento del Centro de Trabajo para su aprobación y difusión. El reporte deberá poseer plan de implementación de las recomendaciones, este plan deberá tener como mínimo:
Personas responsables de la ejecución de cada tarea.
Sistema de seguimiento y control de ejecución de las tareas.
Programa de divulgación del nuevo Plan de Integridad junto a sus beneficios.
8. Generar el programa de tareas a ser cargados en el sistema de Administración. [8]
25
CAPÍTULO III RESULTADOS Y ANÁLISIS
3.1 Criticidad de Equipos En la sección de reformación de la unidad de amoníaco, que es el objeto de estudio de este trabajo, existen números equipos y para poder determinar cuál de ellos atacar, se debe realizar un estudio de criticidad a través de la guía de mejorabilidad, para el F-201 los resultados por renglón se muestran en la tabla 3.1: Tabla 3.1. Factores de Mejorabilidad F-201 Frecuencia de Fallas (que impacte producción)
Ponderación
Menos de 1 vez por año
0.5
Producción Normal de Amoniaco Ton/h
Ponderación
Entre 60 y 75 Ton/h
20
Tiempo de Parada Afectado al Sistema (TPFS)
Ponderación
Más de 96 horas Afectación a Producción por falla en el sistema (interno)
Ponderación
Impacto total Costos de Reparación ( labor + materiales )
Ponderación
Más de 500000 Bs Impacto en la Seguridad Personal (heridas, fatalidades) Al menos una fatalidad, discapacidad total
Ponderación 5000
Impacto Ambiental (daños a terceros, fuera de instalaciones, entre otros)
Acontecimiento mayor, el cual está más allá de los recursos de combate disponibles en la instalación.
Ponderación
2750
Mejorabilidad = Frec. Falla * { (Prod. Normal*TPFS*%Afectación) + costos rep. + Imp. Seg.} Mejorabilidad = 4890
26 En el Apéndice A se muestran los cálculos para el resto de los equipos de la sección de reformación. Este cálculo se realizó previamente para todos los equipos de la sección de reformación y posteriormente por medio de Pareto se determinó los equipos críticos de la unidad, en el siguiente gráfico se muestra el resultado, en el ovalo amarillo se encuentra el F-201, como el tercer equipo más crítico en la sección de reformación:
Figura 3.2 Pareto de la sección de reformación En la Figura 3.2 se observa que el F-201 es el tercer equipo más crítico en la sección de reformación, y se realizó el FMECA a todos los componentes del horno reformador, en la tabla 3.2 se visualizan, no se determinó la criticidad de los componentes debido a que se buscaba realizar la mejora del plan general del horno.
27
Tabla 3.2. Componentes del Horno Reformador COMPONENTE
ACTIVO Tubo Recubrimiento Soportería
Tubos Catalíticos
Bridas Codos Tornillería Guías Rejilla de fondo R-67R-7H
Catalizador
RK-69-7H R-67-7H Ladrillos
Refractarios
Bloques Fibra Cerámica Venturi
Quemadores
Boquilla Esprea Tubo Recubrimiento Soportería
Intercambiadores
Bridas Codos Tornillería Guías Escaleras
Estructura
Pasillos Vigas Techo
28 3.2 Situación Actual En la tabla 3.3, se observan las variables operacionales y los datos técnicos del F-201 Tabla 3.3 Datos Generales y Técnicos DATOS GENERALES DUPLEX
Tipo Cámaras
2
Secciones
5 por cámara
Tubos / Dia
250 / 152 mm R-67R-7H
Catalizadores
RK-69-7H R-67-7H 600
Quemadores
DATOS TÉCNICOS F-201
Composición del gas
ENTRADA
SALIDA
N2 = 0,5 %
H2 = 65,39 %
CO2 = 6,65 %
CO2 = 12,87 %
C3 = 0,47 %
N2 = 0,47 %
CH4 = 82,3 %
CH4 = 10,04 %
C2 = 10,56 %
CO = 11,21 %
C4 = 0,02 % Temperatura
547 ° C
Presión
39,16 KgF/cm2
Flujo
773 ° C 35,79 KgF/cm2
139022 Kg/h
Actualmente el horno reformador F-201, se encuentra operando fuera de las condiciones de diseño establecidas por el fabricante, debido a numerosas fallas, que si bien no ha dejado de operar han disminuido su eficiencia y su producción, posee 3 planes de mantenimiento activos que se explican a continuación: 3.2.1 Planes de Mantenimiento
Plan 921: Inspección visual general, se realiza anualmente, en cuyas actividades comprende inspeccionar base, falda, silla, pernos ancla, boquillas, bridas, pernos, soldaduras, pintura, cuerpo, soportes, estructura, válvulas PSV, aislamiento y líneas y generar su respectivo reporte.
29
Plan 1941: Mantenimiento preventivo a quemadores del reformador primario, se realiza mantenimiento a 20 quemadores mensualmente que según su condición lo requieran, entre las actividades se encuentra la limpieza de los quemadores, reemplazo de componentes dañados e inspección de orificio de entrada de gas, lubricación de los mecanismos de accionamiento.
Plan 1022: Inspección con cámara termográfica, se realiza mensualmente, debido al alto número de puntos calientes se debe controlar la temperatura de los mismos y llevar su registro.
3.3 Análisis de modos, efectos y criticidad de falla (FMECA) Una vez obtenido el equipo a tratar y conocido su situación actual y su pasado, se procedió a realizar un análisis de modos, efectos y criticidad de falla con la finalidad última de mejorar sus planes de mantenimiento y así pueda culminar su vida remanente sin interrupciones y de manera confiable. Se necesitaron revisiones a los manuales de operación, planos, reportes de inspección, recomendaciones de fabricante, también se consultó al personal de mantenimiento, personal de procesos y operadores. En la Tabla 3.4 se observa de qué consta el FMECA, en la parte superior el encabezado y algunas nomenclaturas usadas en el FMECA, inmediatamente debajo se denota e identifica el equipo, su función y al sistema que pertenece, el tercer renglón corresponde a las bases y aplicación del FMECA, en el cual se registran los componentes, sus modos de falla, su causa raíz y las tareas de mantenimiento recomendadas conjuntamente con los recursos requeridos y el intervalo de frecuencia. [8]
30 Tabla 3.4. Modelo FMECA Consecuenc ias
S = Seguridad O = Operación
Proceso de Mejoramiento de los Planes para Mantener la Función del Sistema / Sub Sistemas / Equipos en su Tiempo de Vida
N = No Operacional
Severida 1 Menos de 1000 US$ d 2 de 1000 a 10.000 US$ 3 de 11000 a 100.000 US$
H = Oculta
4
más de 101.000 US$
Infantil, Aleatoria, Edad
Causa Raíz? Mecanismo de deterioro
No:
Componente
Fecha:
Modo de Falla
Especialista
Facilitador :
Página:
Sistema:
Función:
Subsistema:
Función:
Equipo:
Función:
Costo de Hacer (HP) Horas de parada: (TR) Tarea de reparación: (CR) Costos de reparación: (FA) Frecuencia anual: Sinto: Síntomas
Severidad
Planta:
Consecuencias
1Activo:
Actividad Especifica o Tarea Recomendada que Elimina las causas o Disminuye las Consecuencias de Falla
Ejecut or
Intervalo o Frecuencia
A= Ambiente
Recursos Requeridos: Materiales, Personal Propio y Contratado, Contrato de Servicio, Herramientas, Logística, Tiempo Estimado.
A continuación se muestra el FMECA de los tubos catalíticos, el resto se puede observar en el Apéndice B
31
Tabla 3.5. FMECA Tubos Catalíticos Consecuencias1
Proceso de mejoramiento de los planes para mantener la función del sistema / sub sistemas / equipos en su tiempo de vida
S = seguridad
Severida d
1
menos de 1000 us$
O = operación
2 de 1000 a 10.000 us$
N = no operacional
3
de 11000 a 100.000 us$
H = oculta
4
más de 101.000 us$
A= ambiente Página:1
Guillermo Especialistas:
Fecha: 20/12/2012
No:
Componente parte/ítem mantenible
Modo de falla / evidencia
Cuál es la causa raíz? Mecanismo de deterioro
Infantil, aleatoria, edad
Sistema: amoniaco
Función: primera etapa para la producción de urea
Subsistema: reformación
Función: producir gas de síntesis, por medio de la transformación del metano
Equipo: primario
Función: primera etapa de transformación del metano
reformador
Costo de hacer (hp) horas de parada: (tr) tarea de reparación: (cr) costos de reparación: (fa) frecuencia anual: sinto: síntomas
Hp: Tr: 1
Tubo catalítico
Corrosión
Medio corrosivo severo
Aleatoria
Infantil
S
Cr: Fa: Sint :
Depósitos
Limpieza superficie
Hp:
Deterioro
O
Severidad
Facilitador: Raven
Planta: amoniaco
Consecuencias
Activo: FertiNitro
Actividad específica o tarea recomendada que elimina las causas o disminuye las consecuencias de falla
Ejecutor
Evaluar las condiciones del medio ambiente.
Procesos
Mitigar las condiciones del medio ambiente (controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico posible)
Procesos
Realizar inspección visual
Confiabilida
Intervalo o frecuencia
Recursos requeridos: materiales, personal propio y contratado, contrato de servicio, herramientas, logística, tiempo estimado.
1 ingeniero de proceso / 1 hora Quincenal
Semestral
1 ingeniero de proceso / 1 hora 1 inspector de
32 que disminuyen el flujo y la transferencia de calor
Tr:
Cr:
a las tuberías y a los recubrimientos
d equipos estáticos
Realizar medición de espesores en las líneas, según instructivo xxx para medición de espesores, si lo amerita
Confiabilida d equipos estáticos
Crear, difundir y aplicar instructivo para realizar medición de espesores en las tuberías.
confiabilidad equipos estáticos.
Semestral
2 inspectores / 6 horas / equipo para medir espesores
Confiabilida d equipos estáticos
Inmediato
40 horas / un ingeniero de confiabilidad equipos estáticos.
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de espesores
Confiabilida d equipos estáticos
Anual
1 coordinador de confiabilidad / 4 horas
Asegurarse que el material seleccionado sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estará sometido durante su operación
Confiabilida d equipos estáticos
Al momento de instalación o reemplazo
1 ingeniero / 2 horas / pmi (positive material identification)
Monitorear composición de agua de alimentación y reportar cualquier variación para mitigar desviación
Operacione s
Semanal
1 operador de turno
Asegurarse que el material seleccionado para la estructura sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estará
Confiabilida d de equipos estáticos
Al momento de instalación / al momento de reemplazo /
1 ingeniero / 2 horas / pmi (positive material identification)
Fa:
Sint :
Variación en las condiciones de operación
Hp: Tr: Daño en recubrimiento s protectores
Infantil
Limpieza superficie / reemplazo de ser necesario
Cr: Fa: Sint :
Deterioro, protectores corroídos
Hp: Tr: Selección del material inadecuada
Edad/aleatori o
Reemplazar por material adecuado
Cr: Fa: Sint :
Deterioro prematuro, superficie corroída
Hp:
Depósitos
Tratamiento deficiente del agua de alimentación
Tr: Aleatoria
Cr: Fa: Sint :
Variación en las condiciones de operación
Hp: Agrietamient o
Selección del material inadecuada
Infantil
Tr: Cr:
Reemplazar por material adecuado
33 sometido durante su operación
Fa:
Sint :
mtto mayor
Deterioro prematuro, grietas
Hp: Tr: Sobrecarga
Aleatoria
Condenar tubo si presenta alguna grieta para luego reemplazarlo
Cr: Fa: Sint :
Fractura, grietas
Hp: Tr: Fatiga
Edad
Condenar tubo si presenta alguna grieta para luego reemplazarlo
Crear, difundir y aplicar instructivo de inspección visual con el objetivo de comprobar el buen estado físico de los tubos, en caso de conseguirse con alguna anomalía, realizar un reporte con actividades para mitigar la falla
confiabilidad de equipos estáticos
Inmediato
40 horas / un ingeniero de confiabilidad equipos estáticos.
Anual
1 coordinador de confiabilidad / 4 horas
Cr: Fa: Sint :
Fractura, grietas
Hp: Agrietamient o en tubería cercana que inciden en el tubo
Tr: Aleatoria
Condenar tubo para su posterior reemplazo
Cr: Fa: Sint :
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de inspección visual
Confiabilida d equipos estáticos
Realizar inspección visual y auditiva de las tuberías y válvulas del equipo.
Confiabilida d equipos estáticos
Verificar y ajustar conexiones de líneas.
Mtto mecánico
1 hora / un mecánico
Realizar inspección visual en los apoyos de las tuberías y revisar cualquier cambio de posicionamiento de los apoyos.
Confiabilida d de equipos estáticos
1 hora / un ingeniero de confiabilidad equipos estáticos.
Fuga, grieta
Hp: Tr:
Fugas bridas
Fugas / obstrucción líneas y accesorios
Aplicar torque en caliente / reemplazar de ser necesario
Cr: Aleatoria
Fa:
Sint :
Fuga por bridas o accesorios
Semestral
Trimestral
2 hora / un inspector equipos estáticos
34 Realizar una marca de referencia en los apoyos de las tuberías que permita identificar cualquier desviación o cambio de posicionamiento de los apoyos. Hp: Tr:
Limpieza de soportes / reemplazo de ameritarlo
Cr: Medio corrosivo severo
Infantil
Sint :
Corrosión
Deterioro, superficies corroídas
Inmediato
Proceso
Quincenal
1 ingeniero de proceso / 1 hora
Evaluar las condiciones del medio ambiente agresivo. Mitigar las condiciones del medio ambiente agresivo:(controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico posible),
Fa:
Confiabilida d de equipos estáticos
1 hora / un ingeniero de confiabilidad equipos estáticos; marcador de metal; una cinta métrica.
Realizar inspección visual a los resortes para reportar cualquier desviación presente.
Confiabilida d de equipos estáticos
Semestral
1 inspector de confiabilidad equipos estáticos / 1 hora
Asegurarse que el material seleccionado para los soportes sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estará sometido durante su operación
Confiabilida d de equipos estáticos
Al momento de instalación / al momento de reemplazo / mtto mayor
1 ingeniero de confiablidad de equipos estáticos / 2 horas / pmi
Crear, difundir y aplicar instructivo de inspección visual con el objetivo de comprobar el buen estado físico del soporte, en caso de conseguirse con alguna anomalía, realizar un reporte con actividades para mitigar la falla
Confiabilida d de equipos estáticos
Quincenal
40 horas / un ingeniero de confiabilidad equipos estáticos.
Hp: Tr: 2
Soportaría con resortes Selección del material inadecuada
Infantil
reemplazar por material adecuado
Cr:
Fa: Sint :
Deterioro prematuro, superficie corroída
Hp: Tr:
Fractura
Exceso de carga
Aleatoria
Reemplazo de soportes dañados
Cr: Fa: Sint :
Fatiga
Edad
Hp:
Rotura, agrietamiento
35 Tr:
Reemplazo de soportes dañados
Cr: Fa: Sint :
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de inspección visual
Confiabilida d equipos estáticos
Anual
1 coordinador de confiabilidad / 4 horas
Aplicar instructivo de inspección visual con el objetivo de comprobar el buen estado físico de la estructura de acero soldado, en caso de conseguirse con alguna anomalía, realizar un reporte con actividades para mitigar la falla
Planificació n, confiabilidad de equipos estáticos
Quincenal
40 horas / un ingeniero de confiabilidad equipos estáticos.
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de inspección visual
Confiabilida d equipos estáticos
Anual
1 coordinador de confiabilidad / 4 horas
Inspeccionar los trabajos de apriete
Confiablidad de equipos estáticos
Al momento de instalación / al momento de reemplazo
1 inspector de confiabilidad / al momento de trabajo
Proceso
Quincenal
1 ingeniero de proceso
Rotura, agrietamiento
Hp: Tr:
Sobrecarga
Aleatoria
Reemplazo de tornillos fracturados
Cr:
Fa: Sint :
Fractura, desgaste
Hp: Tr: Fractura
Fatiga
Edad
Reemplazo de tornillos fracturados
Cr: Fa: Sint :
3
Fractura, desgaste
Hp:
Tornillería general
Tr: Sobretorque durante apriete
Infantil
Reemplazo de tornillos fracturados
Cr: Fa: Sint :
Fractura, desgaste
Hp:
Corrosión
Medio corrosivo severo
Tr: Infantil
reemplazo en caso necesario
Cr: Fa: Sint :
Superficie corroída, deterioro
Evaluar las condiciones del medio ambiente agresivo.
Mitigar las condiciones del medio ambiente agresivo:(controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico
36 posible), Realizar inspección visual a la tornillería para reportar cualquier desviación presente.
Confiabilida d de equipos estáticos
Semanal
1 inspector / 2 horas
Asegurarse que el material seleccionado para la estructura sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estará sometido durante su operación
Confiabilida d de equipos estáticos
Al momento de instalación, aporte de material al momento de reparación, al momento de reemplazo / mtto mayor
1 ingenieros / 2 horas / dispositivo pmi
Verificar la aplicación y buen estados de guías en las estructuras, en caso de encontrarse algún daño en los mismos, planificar la aplicación de un nuevo recubrimiento bajo el procedimiento adecuado
Confiabilida d de equipos estáticos
Anual / mtto mayor
1 inspector / 4 horas
Evaluar las condiciones del medio ambiente.
Procesos
Mitigar las condiciones del medio ambiente (controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico posible)
Procesos
Verificar la integridad de la rejilla y en caso de encontrarse en mal estado, reemplazarla
Confiablidad de equipos estáticos / mtto
Hp: Rosca de baja resistencia
Tr: Infantil
Reemplazo por material adecuado
Cr: Fa: Sint :
Daños en rosca y tuerca
Desgaste prematuro
Hp:
Selección del material inadecuada
Tr: Infantil
Reemplazar por material adecuado
Cr: Fa: Sint :
Desgaste prematuro
Hp: Tr:
4
Guías
Corrosión
Selección de material inadecuada
Infantil
Reemplazo de guía por material adecuado / limpieza de superficie
Cr: Fa: Sint :
Superficie corroída, deterioro
H
Limpieza superficie
S
Hp: Tr: Corrosión 5
Rejilla de fondo
Medio corrosivo severo
Infantil
Cr: Fa: Sint :
Fractura
Acumulación de catalizador
Superficie corroída, deterioro
H
Reemplazo de rejilla
S
Hp: Edad
Tr: Cr:
1 ingeniero de proceso / 1 hora Quincenal
Mtto mayor
1 ingeniero de proceso / 1 hora 1 inspector / 1 hora 2 mecánicos / 2 horas /
37 mecánico
Fa: Sint :
Fractura, desgaste
H
rejilla de fondo
38 En la Tabla3.5 se realizó un despiece de los tubos catalíticos y se registraron sus modos y efectos de fallas, así como también las tareas recomendadas de mantenimiento. Al igual que con los tubos catalíticos, se realizaron Fmeca´s al resto de las partes más relevantes del horno reformador. (VER APENDICE B) 3.4 Análisis de las Fallas más Comunes del Horno Reformador A continuación se describen brevemente las fallas más comunes que presenta el horno reformador y sus posibles causas a modo de conocer mejor la falla y su causa raíz. 3.4.1 Puntos Calientes Los puntos calientes pueden estar presentes en cualquier parte de horno, actualmente existen una gran cantidad de ellos, generalmente ubicados en la línea de transferencia, en la cercanía de los quemadores y en los tubos catalíticos. La causa por la cual se generan los puntos calientes es por la caída del elemento refractario, bien sean bloques, ladrillos, fibra cerámica o aislante. Entre las consecuencias evidentes de los puntos calientes está la pérdida de calor que sin duda disminuye la eficiencia global del equipo, y además da pie a otras fallas más críticas como la pérdida de integridad de los tubos, disminución de su vida remanente y hasta su posible fractura. Como medida para combatir los puntos calientes se utilizan lanzas de vapor, para disminuir la temperatura y mantenerla, además de realizar seguimiento con una cámara termográfica para llevar un control y prevenir que vaya a mayores. En la Figura 3.3 se observa una medición con cámara termográfica, donde se evidencia la caída del refractario por las altas temperaturas, traduciéndose en pérdida de calor. [10]
Figura 3.3. Medición con Cámara Termográfica
39 3.4.2 Corrosión En los estudios realizados para las mejoras del horno reformador se encontraron distintos tipos de corrosión, tanto generalizada como localizada. Debido a la zona geográfica, el equipo se encuentra en un medio corrosivo severo, ya que se encuentra cercano al mar, afectando a todos los aceros al carbono, entre las partes más afectadas se encuentran los soportes, escaleras, tornillería, válvulas, entre otras. La corrosión localizada se da en el interior de los tubos debido a la contaminación del fluido básicamente, generando depósitos, disminuyendo la transferencia de calor y el flujo. [11]
Figura 3.4. Corrosión Externa
Figura 3.5 Corrosión Interna
Los refractarios también se ven afectados por la atmosfera oxidante del horno, que debido a mala combustión y gases de escape como el monóxido de carbono disminuyen la vida remanente de los elementos refractarios. Otro tipo de corrosión que se observó en el horno fue de tipo galvánica, es un tipo de corrosión acelerada de un metal por el simple hecho de estar en contacto con otro diferente más resistente al ataque, dentro de un mismo medio corrosivo. En la Figura 3.6 y la Figura 3.7 se observan 2 ejemplos de corrosión galvánica en el equipo.
Figura 3.6. Corrosión Galvánica
Figura 3.7 Corrosión Galvánica
40 3.4.3 Fractura de tubos Como se mencionó previamente, los puntos calientes pueden causar daños mayores como es el caso del agrietamiento de los tubos catalíticos, es una falla crítica ya que se debe parar la planta para poder atacarlo, en este caso los puntos calientes son generados debido a la carga inadecuada del catalizador en los tubos, al no cargar los tubos de forma correcta se crean diferentes deltas de presiones a lo largo de los tubos y por ende se generan puntos calientes, ya que el flujo no es uniforme. [10] Otra causa por la cual los tubos pueden fallar es por las altas temperaturas de funcionamiento, produciendo el fenómeno conocido Creep, que es la acumulación de deformación plástica a temperaturas elevadas que lleva finalmente al agrietamiento y fractura de material, las altas temperaturas de funcionamiento son debidas a contaminación en el gas, azufre generalmente. También las altas temperaturas son debidas a la incidencia de llama directa, por el mal funcionamiento de alguno de los quemadores, con un acelerado tiempo de falla. Al fracturarse un tubo, se debe sacar de funcionamiento taponándolo, y retirándolo del horno. [11]
Figura 3.8. Tubos 117 y 118 Pandeados
Figura 3.9 Tubos 117 y 118 Taponados
3.4.4 Problemas Operacionales Al horno reformador ingresan una gran cantidad de líneas, es decir depende de muchos equipos, si estos no se encuentran en buen funcionamiento se ve afectado, entre los problemas operacionales más comunes está el ingreso de gas con alto contenido de azufre, generando depósitos de carbón en el catalizador, y disminuyendo la vida de los elementos refractarios y del
41 tubo, entre otras consecuencias. Otro problema operacional es el vapor de alimentación que ingresa al horno contaminado y creando depósitos que obstruyendo los tubos. 3.4.5 Caída de Elementos Refractarios La caída de los elementos refractario es lo más común en el horno es debido a varias razones, una de ellas es por las condiciones de operaciones, fuera de rango generalmente y con flujos de procesos contaminados que afectan la vida del catalizador y del refractario, otra de las razones es a la hora de cargar los tubos con los catalizadores, es de suma importancia que los delta de presiones sean iguales a lo largo de los 250 tubos, para así no crear ningún punto caliente.
Figura 3.10. Mal estado de Ladrillos
Figura 3.11. Mal Estado de Módulos
Luego de aplicar el FMECA se realizó un conteo de las actividades arrojadas de forma tal que se pudiera observar de una mejor manera los resultados del mismo, en la. Tabla 3.6 se describen los departamentos involucrados para mejorar el plan de mantenimiento de F-201. Tabla 3.6 Departamentos Responsables DPTO RESPONSABLE PROCESOS CONFIABILIDAD ESTÁTICA OPERACIONES MANTENIMIENTO MECANICO PLANIFICACION
# ACTIVIDADES 5 34 10 5 3
HORAS / HOMBRE 5 323 5 20 30
Como se observa en la tabla, el custodio del horno reformador es el departamento de confiabilidad estática, las actividades correctivas no se encuentran registradas ya que va a depender de la condición que presente la inspección para así determinar el trabajo a realizar.
42 3.5 Actividades de Mantenimiento A continuación en la tabla 3.7 se muestran las actividades de mantenimiento preventivo de forma general, con su frecuencia y el ejecutor respectivo, Tabla 3.7. Las Actividades De Mantenimiento Preventivo Actividades de Mantenimiento Preventivo Horno Reformador 12/22-F-201 Actividad a Realizar Frecuencia
Ejecutor
Evaluar condiciones ambientales
Quincenal
Procesos
Inspección visual a tuberías, recubrimientos y apoyos
Semestral
Conf. Estática
Medición de espesores
Semestral
Conf. Estática
Seguimiento a puntos calientes
Mensual
Conf. Estática
Planificar trabajos de mantenimiento
Continuamente
Panificación
Planificar puntos para ejecutar en parada de planta
Continuamente
Panificación
Inmediato
Conf. Estática
Monitorear composición de flujos de entrada y salida
Diario
Operaciones
Monitorear condiciones de operación
Diario
Operaciones
Verificar condición de soportes y tornillería
Semestral
Conf. Estática
Monitorear condiciones de los quemadores
Diario
Operaciones
Creación de instructivos de inspección
Mantenimiento preventivo a 20 quemadores
Mensual
Mtto. Mecánico
Verificar condición de bridas y pernos
Trimestral
Conf. Estática
Verificar corrosión generalizada y localizada
Trimestral
Conf. Estática
Limpieza general a estructura y accesos
Trimestral
Mtto. Mecánico
Las actividades relaciones con instrumentación serán determinadas por el departamento de instrumentación
Dpto. Instrumentación
Dpto. Instrumentación
Inspeccionar al momento de cargar el catalizador
Durante trabajo
Conf. Estática
Debido a que horno reformador no puede dejar de funcionar, la gran parte de las actividades de mantenimiento correctiva se deben realizar cuando el equipo esté fuera de servicio, en la tabla3.8 se presentan las actividades correctivas a realizar, aunque se involucran muchos departamentos como planificación, confiabilidad de equipos estáticos, instrumentación, personal contratado, se decidió colocar el ejecutor final.
43 Tabla 3.8. Las Actividades De Mantenimiento Correctivo Actividades de Mantenimiento Correctivo Horno Reformador 12/22-F-201 Actividad a Realizar Frecuencia
Ejecutor
Taponar tubo catalítico en caso de fractura
Según condición
Mtto. Mecánico
Ajustar bridas con planta en marcha
Según condición
Mtto. Mecánico
Reemplazo de soportes, tornillería que hayan culminado vida útil
Según condición
Mtto. Mecánico
Reemplazo de rejilla de fondo de tubos catalíticos
Parada Planta
Mtto. Mecánico
Reemplazo de elementos refractario
Parada Planta
Mtto. Mecánico
Mensual
Mtto. Mecánico
Reemplazo barandas de escaleras de acceso y brazos de puertas que hayan culminado vida útil
Según condición
Mtto. Mecánico
Las actividades relaciones con instrumentación serán determinadas por el departamento de instrumentación
Dpto. Instrumentación
Dpto. Instrumentación
Reemplazo de elementos del quemador dañados
3.6 Programa de Mantenimiento La manutención del equipo deberá ser hecha siguiendo un programa preciso, consistirá en regulares
inspecciones durante el funcionamiento, siempre que sea posible determinar
visualmente daños o deterioros, además es importante establecer regulares paradas para poder hacer una detallada inspección mecánica y para reparar o reemplazar cualquier pieza que no esté conforme con los requerimiento mínimos, en caso de una parada no planificada por mal funcionamiento, se pueden verificar atrasos superfluos. Recomendaciones de inspección y manutención: 1. La inspección visual del horno deberá ser efectuada muy frecuentemente poniendo atención especial a los tubos catalíticos, elementos refractarios y condiciones de operación. Siempre que se detecté un punto caliente se deberá marcar su posición exacta y hacerle seguimiento de su temperatura, igualmente en el caso de grietas o doblamientos en los tubos catalíticos y elementos refractarios. 2. Los datos de funcionamiento del horno durante el período de la inspección deberán ser reunidos y comparados, los datos de flujo y temperatura sobre la carga del horno deben estar disponibles para el cálculo del rendimiento del trabajo del horno.
44 Se debe obtener también la temperatura de todos los intercambiadores de la sección de recuperación de calor, así como también medir la temperatura de la cámara de combustión y del gas combustible, la presión del fluido y del en todas las secciones del horno. Se debe hacer un análisis del gas combustible en intervalos regulares para determinar la composición del mismo. Cualquier cambio notorio en las cargas de funcionamiento, tienen que ser controlados por medio de los parámetros de funcionamiento del horno. 3. El registro completo, incluyendo los resultados de funcionamiento, inspección y manutención, deben ser resumidos en un informe por cada periodo de inspección. Generalmente la inspección mecánica del horno debe ser efectuada considerando en modo particular los elementos más críticos, sin embargo consideran todas las partes mecánicas del equipo. Se sugieren los siguientes procedimientos y tipos de inspección: 3.6.1 Intercambiadores La sección de recuperación de calor es la más delicada del horno, ya que sus condiciones de operación deben permanecer dentro de los parámetros establecidos para cumplir con el buen funcionamiento del equipo. [6] Los intercambiadores deben ser inspeccionados con cuidado por espesor mínimo, los problemas mayores son la descamación externa y la corrosión interna, el diámetro externo debe ser controlado atentamente para detectar si hay reducción del espesor en las paredes en áreas limitadas, especialmente en la parte del tubo cerca de la llama donde ésta acción de reducción puede ser considerable. Para la medición de espesores se recomiendan métodos de ultrasonido y radiaciones. Conjuntamente con la medición de espesores, se debe inspeccionar los soportes de los intercambiadores para evitar cualquier deformación en los tubos y su posible deterioro.
45 3.6.2 Elementos Refractarios El aislamiento refractario provee el revestimiento para contener el calor liberado en el horno y debe proteger las partes externas de la estructura que soportan los intercambiadores, tubos catalíticos, la chimenea del horno, la
línea de transferencia y cámaras de combustión, es
importante el buen funcionamiento del refractario debido a que la cantidad de calor que pasa a través de éstas paredes afecta la eficiencia del equipo. [6] La inspección debe incluir chequeos por fisuras, desmenuzamiento, escorificación, juntas abiertas, hay que controlar con sumo cuidado que ninguna de estas condiciones estén presentes, porque podrían acarrear daños mayores por las altas temperaturas. Si se producen cualquier condición antes mencionada se debe reemplazar el área entera dañada, el material refractario debe ser mezclado en las proporciones y cantidades exactas recomendadas, así como también su procedimiento de aplicación para evitar complicaciones. En cuanto a los ladrillos refractarios deberían proveer un largo servicio, ya que tienen un nivel bajo de dilatación y contracción con los cambios de temperatura, sin embargo se debe estar presente dentro de los puntos de inspección cuando el equipo este fuera de operación, los ladrillos se ven afectados ocasionalmente por un sobrecalentamiento, la temperatura alcanza la temperatura de fusión, donde la superficie se hace fluida y comienza a colar, luego con el enfriamiento se solidifica y forma una dura capa vitrificada, se recomiendo reemplazar los ladrillos con esta condición. 3.6.3 Soportes de la Estructura Una inspección visual tendría que ser hecha a las partes de la estructura metálica que soportan cargas, tales como: columna, estructura de soportes para escaleras y pasarelas, plataformas, vigas. De conseguir alguna anomalía como deformaciones, doblamientos, corrosión generalizada que pueda debilitar el elemento hay que identificar enseguida la causa del problema. Una vez identificada, se recomienda proteger y reforzar la pieza. En las zonas corroídas debe ser tomar la decisión si reemplazar la pieza o aplicar medidas preventivas como la limpieza mecánica.
46 Las conexiones entre columnas y vigas deben ser controladas para verificar que los pernos sean tensos y no sean rotos, especialmente cuando el problema es de corrosión, se recomienda reemplazar los pernos que no cumplan con las condiciones requeridas. 3.6.4 Áreas Externas La placa de la carcasa, las bocas de visita, mirillas, escaleras, pasarelas y plataformas deben ser inspeccionadas visualmente, verificando condiciones de corrosión básicamente. En cuanto a las mirillas deben ser controladas por roturas de bisagras para que el cierre sea hermético y no ocurra perdida de calor y por corrosión igualmente. 3.6.5 Quemadores Los quemadores deben ser inspeccionados durante el funcionamiento y cualquier cambio necesario debe hacerse durante servicio, se propone llevar a cabo el pan actual que consiste en realizar mantenimiento preventivo a 20 quemadores mensualmente, al finalizar el año se habrán mantenido el 80% de los quemadores, el mantenimiento consiste en reemplazar partes dañadas, calibrar quemador y limpiarlo mecánicamente, de encontrarse en condiciones muy desfavorables se recomienda reemplazar el quemador. [7] 3.6.6 Capas, Ductor y Chimenea Deben ser inspeccionados visualmente desde el exterior mientras el horno está en funcionamiento, observando la oxidación externa causada por el sobrecalentamiento del metal por falta de aislante, los problemas de corrosión pueden ser controlados por de pintura metálica de alta temperatura. Una inspección interna es requerida cuando el equipo esté fuera de servicio, para identificar y corregir áreas dañadas, que gracias a la inspección externa se puede determinar donde se encuentran.
47
CAPÍTULO IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1. Conclusiones
El horno reformador de ambas plantas cumple, en líneas generales su función, como el primer paso de reformación.
Mediante el diagnostico se logró conocer el horno reformador, así como los parámetro operacionales, planes de mantenimiento y elementos críticos.
Los parámetros obtenidos de composición de la mezcla de gas + vapor, se alejan un 10% de los parámetros de diseño, al igual que el flujo, la presión y la temperatura, tanto de entrada como de salida.
La temperatura de salida promedio de la mezcla es de 773° C, la cual es menor que la temperatura de diseño estipulada por el fabricante de 833°C, notoria disminución de la eficiencia.
Los problemas de altas temperaturas de funcionamiento se deben a problemas operacionales, de composiciones inadecuadas del gas
La gran pérdida de calor es consecuencia de caída de elementos refractarios, tubos taponados
Por medio del FMECA, se identificaron los modos de falla de cada elemento, lo que sirvió de base para identificar las fallas más comunes del equipo.
Se generaron 16 actividades asociadas al mantenimiento preventivo y 7 referentes al mantenimiento correctivo, lo que se traduce que un 70 % de las actividades de manteamiento deben ser preventivas
Con las mejoras a las actividades de mantenimiento se pretende maximizar la producción y reducir el número de ocurrencia de fallas.
48 4.2 Recomendaciones
Crear, difundir y aplicar instructivos de inspección visual rigurosos, incluyendo estructura general, tubos catalíticos, quemadores, ductos, elementos refractarios.
Monitorear parámetros operacionales para evitar mal funcionamiento del equipo y deben ser controlados por los parámetros de funcionamiento del horno.
Continuar con la ejecución del plan de mantenimiento preventivo de los quemadores.
El registro completo, incluyendo los resultados de funcionamiento, inspección y manutención, deben ser resumidos en un informe por cada periodo de inspección.
Establecer un formato detallado del registro de fallas en donde se evidencie la causa de las fallas y las acciones que se deberían tomar para solventar el problema, y así tener registros de fallas en los equipos.
Seguir el manual de carga del catalizador en los reformadores tubulares, utilizando tecnología de carga con espiral, HALDOR TOPSOE A/S.
49 BIBLIOGRAFÍA [1] SUÁREZ, DIÓGENES, (2008) “Mantenimiento Centrado En La Confiabilidad (Mcc)”, Confima & Consultores, C.A., Puerto La Cruz. [2] GONZÁLEZ QUIJANO, J. G. (2004), “Mejora En La Confiabilidad Operacional De Las Plantas De Generación De Energía Eléctrica: Desarrollo De Una Metodología De Gestión De Mantenimiento Basado En Riesgo”, Tesis de Master, Instituto de Postgrado y formación continua, Escuela Técnica Superior de Ingeniería, Universidad Pontificia Comillas, Madrid – España. [3] MATALOBOS, A. (1992). “Confiabilidad En Mantenimiento”. Ediciones IESA, Caracas. [4]
DR. RODRIGO PASCUAL J. (2004) “Análisis De Modos De Falla, Efectos Y
Criticidad” Universidad de Chile.
[5]
SUAREZ, Diógenes. BRAVO, Darwin. “Guía Teórico – Práctica de Mantenimiento
Mecánico”. Puerto La Cruz 2010. [6] Snamprogetti, “Manual de Operación Proyecto FertiNitro, Horno Reformador”, Volumen I, II y III (1999).
[7] JHON ZINK, “Manual De Operación Para Inserto De Gas En Pared Radiante Montado Horizontalmente´´, Volumen 1, (1998).
[8] PEMEX, “Procedimiento y Planes para Mantener la Función de los Equipos en Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios ´´, Volumen 0, (2007)
50 [9] HALDOR TOPSOE A/S, “Manual Para La Carga De Catalizador En Un Reformador Tubular Usando Un Cargador Espiral´´, (2005)
[10] Edgar Espejo Mora, “Modos De Fallas Comunes En Tuberías Y Cuerpos De Calderas´´, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
[11] Edgar Espejo Mora, “Tipos de Corrosión y de Superficies Corroídas en Metales´´, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
[12] Juan Carlos Martínez, “Tipos de Fracturas en Elementos Metálicos´´, Universidad Nacional de Colombia, 2011.
51
APENDICE A
52
AREA
SISTEM A
SUBSISTEMA
HIDRODESU LFURACION REFORMAD OR PRIMARIO
RECUPERAC ION DE CALOR
REFOR MACIO N
REFOR MACIO N REFORMAD OR SECUNDARI O
SOPLADOR N2
TP FS
% AFECT UACIO N PRODU CCION
PERDI DA PRODU CCION
COSTO S REPAR ACION
SEGU RIDA D
AMBI ENTE
CONSEC UENCIAS
CRITI CIDAD
20
96
1
1920
109
2750
300
5079
2540
0,5
2
3
0
0
109
2750
300
3159
1580
R-202-B
0,5
20
96
1
1920
109
2750
300
5079
2540
F-201
0,5
20
96
1
1920
109
5000
2750
9779
4890
E-201
0,5
20
96
1
1920
82
5000
100
7102
3551
E-202-1
0,5
20
96
1
1920
82
300
0
2302
1151
E-202-2
0,5
20
96
1
1920
82
300
0
2302
1151
E-203-1
0,5
20
96
1
1920
82
300
0
2302
1151
E-203-2
0,5
20
96
1
1920
82
5000
0
7002
3501
E-204-1
0,5
20
96
1
1920
82
5000
300
7302
3651
E-204-1
0,5
20
96
1
1920
82
300
300
2602
1301
E-205
0,5
20
96
1
1920
82
300
0
2302
1151
U-201
0,5
20
96
1
1920
38
2750
0
4708
2354
R-203
0,5
20
96
1
1920
109
5000
300
7329
3665
EQUIPOS
FRECU ENCIA DE FALLA
PRODU CCION NORM AL
R-201
0,5
R-202-A
E-208
4
20
96
1
1920
109
2750
100
4879
19516
V-201
0,5
20
96
1
1920
82
5000
100
7102
3551
V-203
0,5
2
1
0
0
8
300
100
408
204
E-209
0,5
20
96
1
1920
16
2750
100
4786
2393
DOSIFIC ACION
33
2
1
0
0
16
300
100
416
13728
E-214
0,5
2
1
0
0
8
100
0
108
54
E-215
0,5
2
1
0
0
8
100
100
208
104
E-216 ATEMPE RADOR L-211 V-202 SOPLAD OR U203
0,5
2
1
0
0
4
300
0
304
152
0,5
2
1
0
0
8
300
0
308
154
0,5
2
1
0
0
4
300
0
304
152
0,5
16
32
0,63
322,56
16
300
0
638,56
319
53
APENDICE B
54 FMECA Catalizadores
Consecuencias 1
S = Seguridad
Severida d
1
O = Operación Proceso de Mejoramiento de los Planes para Mantener la Función del Sistema / Sub Sistemas / Equipos en su Tiempo de Vida
Menos de 1000 US$
2 de 1000 a 10.000 US$
N = No Operacional
3
H = Oculta
de 11000 a 100.000 US$ 4
más de 101.000 US$
A= Ambiente
Especialistas :
Fecha: 20/12/2012
No:
Component e parte/ítem mantenible
Modo de falla / evidencia
Cuál es la causa raíz? Mecanismo de deterioro
Infantil, aleatoria, edad
Sistema: Amoniaco
Función: Primera etapa para la producción de urea
Subsistema: Reformación
Función: Producir gas de síntesis, por medio de la transformación del metano
Equipo: Reformador Primario
Función: Primera etapa de transformación del metano
Costo de Hacer (HP) Horas de parada: (TR) Tarea de reparación: (CR) Costos de reparación: (FA) Frecuencia anual: Sinto: Síntomas
Actividad Especifica o Tarea Recomendada que Elimina las causas o Disminuye las Consecuencias de Falla
Ejecutor
Intervalo o Frecuencia
Página: 2
Severidad
Planta: Amoniaco
Consecuencias
Activo: FertiNitro Facilitador: Guillermo Raven
Recursos Requeridos: Materiales, Personal Propio y Contratado, Contrato de Servicio, Herramientas , Logística, Tiempo Estimado.
Confiabilidad estática
Al momento de instalació n / al momento de reemplaz o
2 inspectores / durante carga de tubos
HP: TR:
1
Catalizador
Carga de tubos
Carga no uniforme
Infantil
CR: FA: Sint :
Medición de
Infantil
Ajustar la carga de refractario
HP:
Puntos calientes, condiciones de operación inadecuadas
Inspeccionar la carga de los tubos con instrumentos apropiados para la medición de presiones y profundidades
55 presiones
TR:
Ajustar la carga de refractario
CR: FA: Sint :
Puntos calientes, condiciones de operación inadecuadas
HP: TR: Mala medición de profundidad
Infantil
Realizar suficientes mediciones con instrumentos adecuados
CR: FA: Sint :
Puntos calientes, condiciones de operación inadecuadas
HP: TR: mala compactació n
infantil
Realizar suficientes mediciones con instrumentos adecuados
CR: FA: Sint :
Inspeccionar compactación y utilizar herramientas recomendadas para compactación
Confiabilidad estática
Al momento de instalació n / al momento de reemplaz o
Chequear composición de agua y gas a la entrada del F-201, llevar registro y reportar cualquier desviación
Operaciones
Semanal
1 operador de turno
Chequear condiciones de salida de gas reformado para así estimar vida del catalizador y planificar su reemplazo
Operaciones , planificación, parada de planta, confiabilidad estática
Semanal / anual
2 planificadores , 1 operador, 1 ingeniero estático / 8 horas
Puntos calientes, condiciones de operación inadecuadas
1 inspector confiabilidad estática / durante proceso de compactación
HP: TR: azufre en la alimentación
2
aleatorio
CR: FA: Sint :
Temperatura Elevada
Variación en las condiciones de operación
HP: temperatura superficial elevada de los tubos
TR: aleatorio
CR: FA: Sint
Temperatura elevada
56 : HP: TR: Depósitos de Carbón
EDAD
CR: FA: Sint :
Variación en las condiciones de operación
57 FMECA Refractarios Consecuencias 1
S = Seguridad
Severida d
1
O = Operación Proceso de Mejoramiento de los Planes para Mantener la Función del Sistema / Sub Sistemas / Equipos en su Tiempo de Vida
Menos de 1000 US$ 2 de 1000 a 10.000 US$
N = No Operacional
3
H = Oculta
de 11000 a 100.000 US$ 4
más de 101.000 US$
A= Ambiente
Especialistas:
Fecha: 20/12/2012
No:
Componente Parte/Ítem Mantenible
Modo de Falla / Evidencia
Cuál es la Causa Raíz? Mecanismo de deterioro
Infantil, Aleatoria, Edad
Sistema: Amoniaco
Función: Primera etapa para la producción de urea
Subsistema: Reformación
Función: Producir gas de síntesis, por medio de la transformación del metano
Equipo: Reformador Primario
Función: Primera etapa de transformación del metano
Costo de Hacer (HP) Horas de parada: (TR) Tarea de reparación: (CR) Costos de reparación: (FA) Frecuencia anual: Sinto: Síntomas
HP: Temperatura elevadas
TR: Aleatorio
CR: FA:
1
LADRILLO REFRACTARIO
TEMPERATURA
Sint:
Temperatura elevada
HP: Fusión
Aleatorio
TR: CR: FA: Sint:
Deterioro
Actividad Especifica o Tarea Recomendada que Elimina las causas o Disminuye las Consecuencias de Falla
Ejecutor
Intervalo o Frecuencia
Página: 3
Severidad
Planta: Amoniaco
Consecuencias
Activo: fertinitro Facilitador: Guillermo Raven
Recursos Requeridos: Materiales, Personal Propio y Contratado, Contrato de Servicio, Herramientas , Logística, Tiempo Estimado.
Monitorear temperatura de funcionamiento, llevar registro de la misma y reportar cualquier desviación para mitigar falla
Operaciones
Semanal
1 operador de turno
Chequear a través de las mirillas condiciones de ladrillos y reportar cualquier desviación
Confiabilida d Estática
Semestral
1 inspector / 2 horas / Linterna
58 HP: TR: Reacción química
Aleatorio
Reemplazar dañados al intervenir equipo
CR: FA: Sint:
Escorificación
Deterioro, Temperaturas elevadas
HP: TR: Mezcla con otro material
Aleatorio
Reemplazar dañados al intervenir equipo
Monitorear composición del gas , llevar registro del mismo y reportar cualquier desviación para mitigar falla
Operaciones
Diario
1 operador de turno
Chequear a través de las mirillas condiciones de ladrillos, reportar cualquier desviación
Confiabilida d Estática
Semestral
1 inspector / 2 horas / Linterna / cámara
Chequear proceso de instalación y acabado final
Confiabilida d Estática
Parada de planta / Al momento de instalació n
1 inspector / x horas / Linterna / Metro
Monitorear composición del gas, llevar registro del mismo y reportar cualquier desviación para mitigar falla
Operaciones
Semanal
1 operador de turno
CR: FA: Sint:
Deterioro, Temperaturas elevadas
HP: TR: Cambio estructural vidrioso
Aleatorio
Reemplazar dañados al intervenir equipo
CR: FA: Sint:
Desgajamiento
Temperatura elevada, deterioro
HP: TR: Problemas albañiles
Infantil
Reemplazar dañados al intervenir equipo
CR: FA: Sint:
Mal acabado
HP: Atmosfera de horno
Atmosfera oxidante
Aleatorio
TR:
Controlar composición gas
CR: FA: Sint:
Desintegració
Aleatorio
HP:
Desgaste prematuro, variación en composición del gas
59 n por monóxido de carbono
TR:
Controlar composición gas
CR: FA: Sint:
Desgaste prematuro
HP:
Condiciones Climáticas
Grietas que permitan entrada de lluvia o humedad
TR: Aleatorio
Aportar soldadura / reemplazar
CR: FA: Sint:
Inspeccionar estructura general externa del horno y reportar para su planificación de mantenimiento
Confiabilida d Estática / Planificación
Anual
1 inspector, 1 planificador / 8 horas
Monitorear composición del gas, llevar registro del mismo y reportar cualquier desviación para mitigar falla
Operaciones
Semanal
1 operador de turno
Chequear temperatura de funcionamiento, llevar registro de la misma y reportar cualquier desviación para mitigar falla
Operaciones
Semanal
1 operador de turno
Desgaste prematuro
HP:
TR: Alto contenido de azufre 2
Aleatorio
Controlar composición de gas / Reemplazar refractarios dañados al intervenir equipo
CR: FA:
REFRACTARIO
Sint: Productos de Combustión
Temperatura elevada, desgaste, variación en composición del gas
HP:
TR: Formación de ácido sulfúrico
Aleatorio
Controlar composición de gas / Reemplazar refractarios afectados al intervenir equipo
CR: FA:
Sint:
Temperatura elevada, desgaste, variación en composición del gas
HP:
Temperatura
Alta temperatura en paredes del horno
TR: Aleatorio
CR: FA: Sint:
Temperatura elevada
60 HP: TR: Caída del refractario
Aleatorio
Reponer al intervenir equipo
CR: FA: Sint:
TR: Alta temperatura en paredes del horno
Mensual
1 inspector / 3 horas / Cámara termográfica
Chequear temperatura de funcionamiento, llevar registro de la misma y reportar cualquier desviación para mitigar falla
Operaciones
Semanal
1 operador de turno
Chequear temperatura en las paredes del horno, donde se evidencie la caída del refractario por corrosión severa
Confiabilida d Estática
Mensual
1 inspector / 3 horas / Cámara termográfica
Chequear proceso de instalación y acabado final
Confiabilida d Estática
Parada de planta / Al momento de instalació n
1 inspector / x horas / Linterna / Metro
Chequear a través de las mirillas condiciones de ladrillos y reportar cualquier desviación
Confiabilida d Estática
Semestral
1 inspector / 2 horas / Linterna
Aleatorio CR:
FA: Sint: 3
Confiabilida d Estática
Temperatura elevada en paredes del horno
HP:
Altas temperaturas de funcionamient o
Chequear temperatura en las paredes del horno, donde se evidencie la caída del refractario por corrosión severa
Temperatura elevada
HP:
Fibra cerámica
TR: Problemas albañiles
Infantil
Corregir zonas con problemas
CR: FA: Sint:
Desgajamiento
Mal acabado
HP: TR: Rotura de fibra
Aleatorio
Reemplazar al intervenir equipo
CR: FA: Sint:
Temperatura elevada
61 FMECA Quemadores Consecuencias 1
S = Seguridad
Severidad
1
O = Operación Proceso de Mejoramiento de los Planes para Mantener la Función del Sistema / Sub Sistemas / Equipos en su Tiempo de Vida
Menos de 1000 US$ 2 de 1000 a 10.000 US$
N = No Operacional
3
H = Oculta
de 11000 a 100.000 US$ 4
más de 101.000 US$
A= Ambiente
Especialista s:
Fecha: 20/12/2012
No:
Componente Parte/Ítem Mantenible
Modo de Falla / Evidencia
Cuál es la Causa Raíz? Mecanismo de deterioro
Infantil, Aleatori a, Edad
Sistema: Amoniaco
Función: Primera etapa para la producción de urea
Subsistema: Reformación
Función: Producir gas de síntesis, por medio de la transformación del metano
Equipo: Reformador Primario
Función: Primera etapa de transformación del metano
Costo de Hacer (HP) Horas de parada: (TR) Tarea de reparación: (CR) Costos de reparación: (FA) Frecuencia anual: Sinto: Síntomas
Actividad Especifica o Tarea Recomendada que Elimina las causas o Disminuye las Consecuencias de Falla
Ejecutor
Intervalo o Frecuencia
Página: 4
Severidad
Planta: Amoniaco
Consecuencias
Activo: FertiNitro Facilitador: Guillermo Raven
Recursos Requeridos: Materiales, Personal Propio y Contratado, Contrato de Servicio, Herramienta s, Logística, Tiempo Estimado.
Monitorear composición de gas y flujo del mismo, llevar registro y reportar cualquier desviación
Operacione s
Semanal
1 operador de turno
Con el apoyo de operaciones solicitar listado de 20 quemadores que según su condición requieran mantenimiento, verificar si ya termino su vida útil, reemplazar componentes dañados y
Operacione s / Mtto Mecánico / Confiabilida d Equipos Estáticos
Quincen al
1 operador de turno / 3 mecánicos / 1 inspector
HP: TR: Temperatura elevada
1
Exceso de gas
Aleatorio
FA: Sint:
Boquillas de gas
Controlar flujo de gas
CR:
Exceso de gas, temperatura elevada
HP: Mal estado
Llama irregular
Aleatorio
TR: CR: FA:
Limpieza / Reemplazar boquilla si amerita
62 Sint:
Llama irregular
HP: TR: 2
Venturi
Mal estado
Llama irregular
Aleatorio
Limpieza / Reemplazar Venturi si lo amerita
CR: FA: Sint:
Llama irregular
HP: 3
Esprea (tornillo calibrado)
Mal estado
Descalibració n
TR: Edad
Calibrar esprea
CR: FA: Sint:
Llama irregular
realizar limpieza general
63 FMECA Intercambiadores Consecuencia s1
S = Seguridad
Severida d
1
O = Operación Proceso de Mejoramiento de los Planes para Mantener la Función del Sistema / Sub Sistemas / Equipos en su Tiempo de Vida
Menos de 1000 US$
2 de 1000 a 10.000 US$
N = No Operacional
3
H = Oculta
de 11000 a 100.000 US$ 4
más de 101.000 US$
A= Ambiente Página: 5
Especialistas:
Fecha: 20/12/2012
No:
Component e Parte/Ítem Mantenible
Modo de Falla / Evidencia
Cuál es la Causa Raíz? Mecanismo de deterioro
Infantil, Aleatoria , Edad
Sistema: Amoniaco
Función: Primera etapa para la producción de urea
Subsistema: Reformación
Función: Producir gas de síntesis, por medio de la transformación del metano
Equipo: Reformador Primario
Función: Primera etapa de transformación del metano
Costo de Hacer (HP) Horas de parada: (TR) Tarea de reparación: (CR) Costos de reparación: (FA) Frecuencia anual: Sinto: Síntomas
HP: TR:
1
TUBO DE SERPENTIN (ALETADOS )
Medio corrosivo severo
Aleatoria
Limpieza superficial al intervenir equipo
CR: FA:
CORROSION
Sint : DEPOSITOS QUE DISMINUYEN EL FLUJO Y LA TRANSFERENC
HP: Infantil
TR:
Deterioro
Severidad
Planta: Amoniaco
Consecuencias
Activo: FertiNitro Facilitador: Guillermo Raven
Actividad Especifica o Tarea Recomendada que Elimina las causas o Disminuye las Consecuencias de Falla
Ejecutor
Evaluar las condiciones del medio ambiente.
PROCESO S
Intervalo o Frecuenci a
Recursos Requeridos: Materiales, Personal Propio y Contratado, Contrato de Servicio, Herramienta s, Logística, Tiempo Estimado.
1 Ingeniero de Proceso / 1 hora QUINCEN AL
Mitigar las condiciones del medio ambiente (Controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico posible)
PROCESO S
1 Ingeniero de Proceso / 1 hora
Realizar inspección visual a las tuberías y a los recubrimientos protectores
Confiabilida d Equipos Estáticos
1 Inspector de Confiabilidad Equipos Estáticos.
Semestral
64 IA DE CALOR CR:
Realizar medición de espesores en las líneas, según instructivo xxx para medición de espesores.
Confiabilida d Equipos Estáticos
Semestral
2 Inspectores / 4 horas / Equipo para medir espesores
Crear, difundir y aplicar instructivo para realizar medición de espesores en las tuberías.
Confiabilida d Equipos Estáticos
INMEDIAT O
40 horas / Un Ingeniero de Confiabilidad Equipos Estáticos.
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de espesores
Confiabilida d Equipos Estáticos
ANUAL
1 Coordinador de confiabilidad / 4 horas
Monitorear composición de fluido de alimentación y reportar cualquier variación
operacione s
Semanal
1 Operador de turno
Confiabilida d de equipos estáticos
Al momento de instalación / al momento de reemplazo / mtto mayor
1 ingeniero / 2 horas / PMI
Inmediato
40 horas / Un Ingeniero de Confiabilidad Equipos Estáticos.
FA: Sint :
Variaciones en condiciones de operación
HP: DAÑO EN RECURIBIENTO S PROTECTORE S
TR: Infantil
CR: FA: Sint :
Deterioro, protectores corroídos
HP:
DEPOSITOS
TRATAMIENTO DEFICIENTE DEL FLUIDO DE ALIMENTACION
TR: Aleatoria
CR: FA: Sint :
Variaciones en condiciones de operación
HP: TR: Selección del material inadecuada
Infantil
Reemplazar por material adecuado
CR: FA: Sint :
AGRIETAMIEN TO
Asegurarse que el material seleccionado para la estructura sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estará sometido durante su operación
Deterioro prematuro
HP: TR: Sobrecarga
Aleatoria
Condenar para su posterior reemplazo
CR: FA: Sint :
FATIGA
Edad
HP:
Deterioro prematuro, grietas
Crear, difundir y aplicar instructivo de inspección visual con el objetivo de comprobar el buen estado físico de los tubos, en caso de conseguirse con alguna anomalía, realizar un reporte con actividades para mitigar la falla
confiabilida d de equipos estáticos
65 TR:
Condenar para su posterior reemplazo
CR: FA: Sint :
Deterioro prematuro, grietas
HP: AGRIETAMIENT O EN TUBERIA CERCANA QUE INCIDEN EN EL TUBO
TR: Aleatoria
CR: FA:
TR:
Aplicar torque en caliente / reemplazar de ser necesario
CR: FA:
Fugas bridas
Fugas / Obstrucción líneas y accesorios
Aleatoria
Sint :
Fuga por bridas o accesorios
HP: TR:
2
SOPORTERI A
CORROSION
Medio corrosivo severo
Confiabilida d Equipos Estáticos
Realizar inspección visual y auditiva de las tuberías y válvulas del equipo.
Confiabilida d equipos estáticos
Verificar y ajustar conexiones de líneas.
MTTO Mecánico
1 hora / Un mecánico
Realizar inspección visual en los apoyos de las tuberías y revisar cualquier cambio de posicionamiento de los apoyos.
Confiabilida d de equipos estáticos
Trimestral
1/2 hora / Un Ingeniero de Confiabilidad Equipos Estáticos.
Confiabilida d de equipos estáticos
Inmediato
1/2 hora / Un Ingeniero de Confiabilidad Equipos Estáticos; Marcador de Metal; Una cinta métrica.
Proceso
QUINCEN AL
1 Ingeniero de Proceso / 1 hora
ANUAL
Sint : HP:
Infantil
CR:
FA:
Limpieza de soportes / reemplazo de ameritarlo
1 Coordinador de confiabilidad / 4 horas
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de inspección visual
Realizar una marca de referencia en los apoyos de las tuberías que permita identificar cualquier desviación o cambio de posicionamiento de los apoyos.
Trimestral
1/2 hora / Un inspector equipos estáticos
Evaluar las condiciones del medio ambiente agresivo. Mitigar las condiciones del medio ambiente agresivo:(Controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico posible),
66
Sint :
Deterioro, superficie corroída
Confiabilida d de equipos estáticos
Semestral
1 Inspector de Confiabilidad Equipos Estáticos / 1 hora
Asegurarse que el material seleccionado para los soportes sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estar sometido durante su operación
Confiabilida d de equipos estáticos
Al momento de instalación / al momento de reemplazo / mtto mayor
1 ingeniero de confiablidad de equipos estáticos / 2 horas / PMI
Crear, difundir y aplicar instructivo de inspección visual con el objetivo de comprobar el buen estado físico del soporte, en caso de conseguirse con alguna anomalía, realizar un reporte con actividades para mitigar la falla
Confiabilida d de equipos estáticos
Quincenal
40 horas / Un Ingeniero de Confiabilidad Equipos Estáticos.
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de inspección visual
Confiabilida d Equipos Estáticos
ANUAL
1 Coordinador de confiabilidad / 4 horas
Aplicar instructivo de inspección visual con el objetivo de comprobar el buen estado físico de la estructura de acero soldado, en caso de conseguirse con alguna anomalía, realizar un reporte con actividades para mitigar la falla
Planificació n, confiabilida d de equipos estáticos
QUINCEN AL
40 horas / Un Ingeniero de Confiabilidad Equipos Estáticos.
Realizar inspección visual a los resortes para reportar cualquier desviación presente.
HP: TR: Selección del material inadecuada
Infantil
Reemplazar por material adecuado
CR:
FA: Sint :
Deterioro prematuro
HP: TR:
EXCESO DE CARGA
Aleatoria
Reemplazo de soportes dañados
CR:
FA:
FRACTURA
Sint :
Rotura, agrietamiento
HP: TR: FATIGA
Edad
Reemplazo de soportes dañados
CR: FA: Sint :
Rotura, agrietamiento
HP: TR:
3
TORNILLERI A GENERAL
FRACTURA
SOBRECARGA
Aleatoria
Reemplazar tornillos dañados
CR:
FA: Sint
Fractura, desgaste
67 : HP: TR: FATIGA
Edad
Reemplazar tornillos dañados
CR: FA: Sint :
Revisar, actualizar y aplicar instructivo de medición de inspección visual
Confiabilida d Equipos Estáticos
ANUAL
1 Coordinador de confiabilidad / 4 horas
Confiablida d de equipos estáticos
Al momento de instalación / al momento de reemplazo
1 inspector de confiabilidad / al momento de trabajo
Proceso
QUINCEN AL
1 Ingeniero de Proceso
Confiabilida d de equipos estáticos
Semanal
1 Inspector / 2 horas
Confiabilida d de equipos estáticos
Al momento de instalación, aporte de material al momento de reparación, al momento de
1 ingenieros / 2 horas / dispositivo pmi
Fractura, desgaste
HP: TR: Sobretorque durante apriete
Infantil
Reemplazar tornillos dañados Inspeccionar los trabajos de apriete
CR: FA: Sint :
Fractura, desgaste
HP:
TR:
Reemplazo en caso necesario
CR: Corrosión
Medio corrosivo severo
Infantil
FA:
Sint :
Superficie corroída, deterioro prematuro
Evaluar las condiciones del medio ambiente agresivo.
Mitigar las condiciones del medio ambiente agresivo:(Controlar mediciones de pH procurando que el mismo sea lo más básico posible), Realizar inspección visual a la tornillería para reportar cualquier desviación presente.
Hp: TR: Daños en rosca y tuerca
Rosca de baja resistencia
Infantil
Reemplazar por material adecuado
CR: FA: Sint :
Selección del
Infantil
HP:
Desgaste prematuro
Asegurarse que el material seleccionado para la estructura sea resistente a las condiciones ambientales a las cuales estará sometido durante su operación
68 material inadecuada
TR:
reemplazo / mtto mayor
Reemplazar por material adecuado
CR: FA: Sint :
Desgaste prematuro
HP: TR:
4
Guías
CORROSION
Selección de material inadecuada
INFANTI L
Limpieza superficial al intervenir equipo
CR: FA: Sint :
Superficie corroída, deterioro prematuro
Verificar la aplicación y buen estados de guías en las estructuras, en caso de encontrarse algún daño en los mismos, planificar la aplicación de un nuevo recubrimiento bajo el procedimiento adecuado
Confiabilida d de equipos estáticos
Anual / mtto mayor
1 inspector / 4 horas
69 FMECA Estructura General
Consecuencias1
S = Seguridad
Severidad
1
Menos de 1000 US$
O = Operación Proceso de Mejoramiento de los Planes para Mantener la Función del Sistema / Sub Sistemas / Equipos en su Tiempo de Vida
2 de 1000 a 10.000 US$
N = No Operacional
3
H = Oculta
de 11000 a 100.000 US$ 4
más de 101.000 US$
A= Ambiente
Especialista s:
Fecha: 20/12/2012
No:
Component e Parte/Ítem Mantenible
Modo de Falla / Evidencia
Cuál es la Causa Raíz? Mecanismo de deterioro
Infantil, Aleatoria, Edad
Sistema: Amoniaco
Función: Primera etapa para la producción de urea
Subsistema: Reformación
Función: Producir gas de síntesis, por medio de la transformación del metano
Equipo: Reformador Primario
Función: Primera etapa de transformación del metano
Costo de Hacer (HP) Horas de parada: (TR) Tarea de reparación: (CR) Costos de reparación: (FA) Frecuencia anual: Sinto: Síntomas
HP: TR:
1
Soportes de la Estructura Metálica
Corrosión de los Tornillos, Guías Laterales, Vigas Doble T, Anclajes, Bases, Soporte.
Acumulació n de sales /humedad
Edad
Limpieza general / Reemplazar partes dañadas
Actividad Especifica o Tarea Recomendada que Elimina las causas o Disminuye las Consecuencias de Falla
Crear un instructivo de trabajo para Inspeccionar las estructuras metálicas tipo doble T, pernos, anclajes.
CR: FA:
Ejecutor
Monitorear la condición de la estructura metálica y establecer la limpieza con sandblasting, la pintura cuando sea necesario.
Intervalo o Frecuencia
Página:6
Severidad
Planta:
Consecuencias
Activo: FertiNitro Facilitador: Guillermo Raven
Recursos Requeridos: Materiales, Personal Propio y Contratado, Contrato de Servicio, Herramientas , Logística, Tiempo Estimado.
Inmediato
4 horas del Ingeniero de Confiabilidad Estático y Un Técnico Mayor Mecánico
Bimensu al
24 horas del Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)
Confiabilida d Equipos Estáticos
70 Sint : Corrosión superficial
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras.
Ajustar tornillos / Reemplazar si amerita
Monitorear la condición de la estructura metálica y establecer la limpieza con sandblasting, la pintura cuando sea necesario.
Bimensu al
HP: TR:
Soltura de la Estructura
Tornillos flojos, cambios de cargas y tensiones
Edad
CR: FA:
Sint :
Se detecta por inspección visual
Confiabilida d Equipos Estáticos
Bimensu al
24 horas del Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)
Trimestra l
24 horas del Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)
Bimensu al
24 horas del Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras.
HP: TR:
Corrosión del Brazo de Puerta
Acumulació n de sales / humedad
Monitorear la condición del Brazo y Cambiarlo cada 36 meses
CR: Edad
Confiabilida d Equipos Estáticos
FA:
Sint :
2
Reemplazar brazo cada 36 meses
Problemas para abrir y cerrar puertas
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras.
HP:
Brazo de la Puertas de Entrada y Salida
TR:
Ajustar tornillos / Reemplazar si amerita
Monitorear la condición del Brazo. Confiabilida d Equipos Estáticos
CR: Juego Excesivo del Brazo
Tornillos flojos, Desgaste interno del Brazo
FA: Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras.
Edad
Sint : Problemas para abrir y cerrar puertas
3
Escaleras
Corrosión de los escalones,
Acumulació n de sales / humedad
Edad
HP: TR:
Limpieza general
Reemplazar el brazo de las puertas para el acceso a cada pasillo
Manto Mecánico
Monitorear la condición de la guías metálica y establecer la limpieza con
Confiabilida d Equipos Estáticos
1 Mecánico, 2 Brazos de las puertas con sus tornillos y la Caja de Herramientas. Trimestra l
24 horas del Inspector de Confiabilidad
71 pasamanos, estructura base de la escalera, soporte, anclajes
CR:
sandblasting, el reemplazo de los escalones cuando sea necesario.
Estático (Inspección y Reporte)
FA: Sint :
Corrosión superficial general
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras.
HP: TR:
Ajustar tornillos / Reemplazar si amerita
CR:
Juego Excesivo del Escalones, Pasamanos, estructura base, soporte
Monitorear la condición de los escalones y pasamanos. Confiabilida d Equipos Estáticos
FA: Tornillos flojos, Desgaste interno
Bimensu al
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras.
Edad
Sint : Juego excesivo visible
Reemplazar el brazo de los escalones y pasamanos para el acceso a cada nivel
1 Mecánico, escalones, ganchos tensores de sujeción con sus tornillos y la Caja de Herramientas.
Mantto Mecánico
HP: TR:
4
Galerías de los Pasillos (Piso, Techo, Paredes)
Corrosión de los Tornillos, ventanas, techos, ganchos tensores, anclajes, bases, soportes.
Inmediato
4 horas del Ingeniero de Confiabilidad Estático y Un Técnico Mayor Mecánico
CR: Acumulació n de sales/ humedad
Tornillos y
Monitorear la condición del aislamiento y sellos en los techos, sellos y condición de las ventanas, deterioro de los pasillos y reemplazar cuando sea necesario.
FA: Edad
Sint :
Soltura de los
Limpieza general / Reemplazar partes dañadas
Crear un instructivo de trabajo para Inspeccionar las Galerías - Pasillos (Piso, Techo, Paredes)
24 horas del Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)
Edad
HP:
Corrosión generalizada superficial
Confiabilida d Equipos Estáticos
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección de estructuras. Monitorear la condición del
Bimensu al
24 horas del Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)
Bimensu al
Confiabilida
Bimensu
24 horas del
72 techos, ventanas y sus marcos, piso de la cinta, tornillos sujetadores,
ganchos flojos, deteriorado s.
TR:
aislamiento y sellos en los techos, sellos y condición de las ventanas, deterioro de los pasillos y ajustar o reemplazar cuando sea necesario. Ajustar tornillos / Reemplazar si amerita
Sint : Juego excesivo visible
Verificar los registros de la aplicación del instructivo de inspección las Galerías (Piso, Techo, Paredes)
d Equipos Estáticos
al
Inspector de Confiabilidad Estático (Inspección y Reporte)