presentacion final cesar parra corregida
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APORTE AL BUEN FUNCIONAMIENTO DEL MANTENIMIENTO EN PLANTA TRATAMIENTOS DE MINERALES AURÍFEROS, EN
EMPRESA DE LA MEDIANA MINERÍA EN LA III REGIÓN
Trabajo de Titulación para optar al título de
INGENIERO MECÁNICO INDUSTRIAL
PROFESOR GUÍA: Mg. Ing. Guillermo González Baquedano
PROFESOR CORREFERENTE: Dr. Ing. Pedro Sariego Pastén
CESAR IVAN PARRA FIGUEROA
Marzo, 2007
UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍADEPARTAMENTO DE MECÁNICA
VALPARAÍSO-CHILE
Indice
INTRODUCCION.
OBJETIVOS.
LA EMPRESA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
MARCO REFERENCIAL.
METODOLOGIA DE TRABAJO
CONCLUSIONES.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
Introducción
En el siguiente trabajo de titulo tiene por objetivo, estudiar el comportamiento estadístico de un área de la Planta perteneciente a la Compañía Minera Mantos De Oro, dicho estudio identifica qué equipo dentro del área es el más relevante con respecto a su criticidad, para posteriormente analizar sus modos de fallos potenciales, utilizando herramientas cualicuantitativas del mantenimiento tales como Pareto, análisis de causa raíz (ACR), árboles de falla y análisis de modos de fallos, efectos y su criticidad (AMFEC).
Objetivos
Realizar un diagnostico al mantenimiento global de la Planta, incluyendo indicadores de gestión del mantenimiento en estudio.
Identificar áreas críticas, sistema o equipo que ocasione fallas estratégicas al proceso productivo y/o restricciones en la producción (cuellos de botella).
Corregir y redefinir los indicadores de gestión existentes del área critica identificada.
Proponer mejoras o modificaciones para aminorar o eliminar las fallas del equipo del área crítica, mediante la aplicación de herramientas como el Análisis de Modo de Fallos y Efectos (AMFE) a los (o el) equipos más críticos.
La Empresa Ubicación Geográfica
140 km. al noreste de la ciudad de Copiapó se encuentra a 3.800 m.s.n.m.
La Empresa Proceso Productivo.
La Empresa Proyecto “Mejoramiento de Confiabilidad y
Disponibilidad de Planta”.
Sistema/Componente2004 Ene -Oct 2005 Proy 2005 Prom. Anual
LCI 53.4 16.6 19.9 36.7Filtrado Relaves 38.0 99.4 119.3 78.6Problema mecanico Correas 0.4 22.8 27.4 27.4Reparacion revestimientos 0.6 13.4 16.1 16.1Total Horas Detencion 158.7
Horas de detencion Anual
Detenciones molino SAG no programadas en Planta.
Restricciones en tonelaje procesadas en Planta.Total Proy.2005 Hrs Equiv.SAG Perdida
Acum Ton Año Asociada (kUS$)
Restricciones No Programadas
Ch.Primario 11,186 14,915 18.6 186Molinos de Bolas 19,870 26,493 33.1 331Chutes-Harneros-Alimentadores 9,656 12,875 16.1 161Chancadores 13,346 17,795 22.2 222Correas 7,988 10,651 13.3 133Filtrado - Relaves 60,618 80,824 101.0 1010Total Areas 122,664 163,552 204 2,044
La Empresa Beneficios del Proyecto.
Considerando que la detención de una hora SAG implica dejar de percibir un beneficio neto de 10.000 US$ el beneficio neto esperado para este proyecto es de 1.620.000 US$.
Meta 2005 2006Horas de detención SAG anual 50% 160 80Horas equivalentes SAG por restricciones 40% 204 82
364 162Total horas
Planteamiento del problema
Nace con el proyecto del Departamento mantención Planta.
Se selecciona el área (o áreas) mas afectada debido a detenciones y restricciones. Filtrado – Relaves.
Debido a la gran cantidad de equipos que involucra el estudio se reparte el trabajo quedando el relator con “Relaves”.
Delimitación del problema
Planteamiento del problema
¿Cómo identificar el equipo mas crítico con respecto a la producción?
¿Qué herramientas permiten cuantificar y predecir comportamientos de falla en los equipos?
¿De que manera se puede determinar la disponibilidad y confiabilidad de un área o sistema?
¿Cómo disminuir las detenciones en los equipos y qué parámetros debo analizar?
Interrogantes del estudio
Marco Referencial
Conceptos del mantenimiento
VIDA DE UN MATERIAL
C(t) Confiabilidadprobabilidad de un buen
funcionamiento
M(t) Mantenibilidadprobabilidad de duración
de reparación
D(t) Disponibilidadposibilidad de asegurar
un servicio
MTBFmedia de tiempos
de buen funcionamieno
MTTRmedia de tiempos
de técnica de reparación
D = MTBFMTBF+MTTR
Marco Referencial
La Ingeniería en Confiabilidad es una herramienta matemática y estadística que permite cuantificar las características físicas y aleatorias del fenómeno “falla”, para permitir la seguridad del funcionamiento del sistema.
Activos Reparables. Activos No Reparables.
Ingeniería en Confiabilidad
Marco Referencial
Funciones o distribuciones de Probabilidad
Modelos matemáticos que describen expectativas de los probables valores de la variable aleatoria. Distribuciones No Paramétricas.
Histograma de frecuencias. Distribuciones Paramétricas
Distribución Log-Normal Distribución Weibull. Distribución Gamma. Distribución Exponencial.
Ingeniería en Confiabilidad
Marco Referencial
Funciones o distribuciones de Probabilidad
Ingeniería en Confiabilidad
Marco Referencial
Relación entre Distribución de Probabilidad y Confiabilidad
Ingeniería en Confiabilidad
Marco Referencial
Tasa de fallas “(t)”
Ingeniería en Confiabilidad
tiempo
fallas
tC
tf
tF
tft
)(
)(
)(1
)()(
Marco Referencial
Datos Censados y no censados
Ingeniería en Confiabilidad
hr
fallas
t
nn
ii
067,0201510
3
1
No Censado
hr
fallas
tt
mw
jj
m
ii
0375,0)2015()201510(
3
11
Censado
Marco Referencial
Confiabilidad de datos Censados y no censados
Ingeniería en Confiabilidad
Confiabilidades v/s tiempo operativo
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
tiempo de operación [hr]
Co
nfi
ab
ilid
ad
[%
]
Confiabilidad datos censados
Confiabilidad datos no censados
tetC 0375.0)(
tetC 067.0)(
Marco Referencial
Test de Bondad de ajuste
Método de Máxima Verosimiliud Prueba de Chi-cuadrado. Prueba de Kolmogorov Smirnov.
Método Gráfico (Distribución Weibull).
Ingeniería en Confiabilidad
Marco Referencial
Configuración Lógica
Sistemas en serie
Sistemas en paralelo
Redundancia parcial y fraccionamiento
Stand by
Ingeniería en Confiabilidad
Marco Referencial
Diagrama de Pareto (20% – 80%). Análisis de causa raíz (ACR) o diagrama de
Ishikawa. Método Brainstorming. Análisis de árboles de falla (álgebra booleana). Análisis de Modos de fallos, efectos y su criticidad
(AMFEC).
Herramientas del mantenimiento
Metodología de Trabajo
No se realiza un Benchmarking para el Proyecto.
47 equipos de 105 se encuentran en software GE.
No poseen sistema ERP (Entrerprise Resource Planning).
Baja contratación de HH y control de plan de mantención.
Diagnóstico del Mantenimiento
Metodología de Trabajo
Análisis de Flow Sheet del Área Relaves
Metodología de Trabajo
Componentes importantes en una CT
1.2
1.1
1.3
1.4
2.1
2.2
3.1
3.2
3.3
3.4
4.1
5
7
8.1
9
Metodología de Trabajo
Identificar base de datos valida. Filtrar base de datos por equipo. Construir Histograma de frecuencias. Identificar el tipo de estudio estadístico a realizar. Plantear las distribuciones hipótesis. Calcular los parámetros de las distribuciones con
los de la muestra. Realizar la prueba de bondad de ajuste y
comparar el valor del test con el valor crítico. Seleccionar entre las distribuciones hipotéticas no
rechazada el valor de test mas bajo.
Estudio de Confiabilidad-Mantenibilidad
Metodología de Trabajo
Ancho clase Nº puntos en clase i Frecuencia (Probabilidad "pi")22,0 - 182,3 160,3 21 60,00%182,3 - 342,7 160,3 11 31,43%342,7 - 503,0 160,3 1 2,86%503,0 - 663,3 160,3 0 0,00%663,3 - 823,7 160,3 0 0,00%823,7 - 984,0 160,3 2 5,71%
Total 35 100,00%
TABLA DE HISTOGRAMA DE FRECUENCIAS CT-12Clase i
Histograma de frecuencias TBF CT-12
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
182,3 342,7 503,0 663,3 823,7 984,0
- - - - - -
22,0 182,3 342,7 503,0 663,3 823,7
Clase
Fre
cu
en
cia
Aplicación del método para CT-12
1.- Amplitud o Rango := Valor Máximo - Valor Mínimo
2.- Regla de Sturges :=Donde
k := número de clasesn := tamaño de muestra
[x] := parte entera de x
3.- Ancho de clase :=
4.- Contar el número de observaciones que corresponden a cada rango o clase
5.- Calcular la frecuencia relativa para cada rango o claseFrecuencia clase i :=
1.- Valor Máximo := 984,00 [hr]2.- Valor Mínimo := 22,00 [hr]3.- Tamaño de muestra := 35 [Datos]
1.- Amplitud o Rango := 962,00 [hr]2.- Número de clases := 6 [-]3.- Ancho de clase := 160,333 [hr]
Nº observaciones en rango o clase i
Formulas utilizadas
Amplitud o Rango
HISTOGRAMA DE FRECUENCIAS PARA CT-12
Datos de la CT-12
Datos Calculados de la CT-12
Tamaño de la muestra
número de clases
Metodología de Trabajo
F(t) Empírica y F(t) Exponencial v/s Tiempo
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00
Tiempo [hr]
Pro
bab
ilid
ad d
e fa
lla
F(t) Empírica F(t)= i/(n+1)
F(t) Exponencial
F(t) Empírica y F(t) Weibull v/s Tiempo
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00
Tiempo [hr]
Pro
bab
ilid
ad d
e fa
lla
F(t) Empírica F(t)= i/(n+1)
F(t) Weibull
Gráficos F(t) teórica y empírica
F(t) Empírica y F(t) Gamma v/s Tiempo
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00
Tiempo [hr]
Pro
bab
ilid
ad d
e fa
lla
F(t) Empírica F(t)= i/(n+1)
F(t) Gamma
DISTR.EXP(X; Lambda; Función de densidad (0) ó acumulado (1)) DIST.WEIBULL(X; Beta; Alfa; Función densidad (0) ó Acumulada (1))
DISTR.GAMMA(X; Alfa; Beta; Función densidad (0) ó Acumulada (1))
Metodología de Trabajo
K - S value0,207180,183900,18411
WeibullGamma
DISTRIBUCION HIPOTESISExponencial
Prueba de Kolmogorov Smirnov
)()(;)()( 1
^^
iiiiVALUE tFtFtFtFMáximoSK
20% 15% 10% 5% 1%35 0,180 0,190 0,210 0,230 0,270
ny
CALCULO DE VALORES CRITICOS PARA EL TEST DE KOLMOGOROV SMIRNOV
0,1900,184 CríticoValorSK VALUE
Metodología de Trabajo
Distribuciónes acumuldadas del TBF para CT-12
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
tiempo operativo [hr]
Dis
trib
uc
ión
de
fre
cu
en
cia
s
ac
um
ula
da
s f
(t)
F(t) Inf.
C(t) Conf.
Tasa de fallas v/s Tiempo operativo para CT-12
0,0045
0,0050
0,0055
0,0060
0,0065
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
tiempo operativo [hr]D
istr
ibu
ciò
n d
e f
rec
ue
nc
ias
f(t
)
h(t)
Confiabilidad y tasa de fallas de la CT-12
Metodología de Trabajo
Configuración Lógica por Software MES
Metodología de Trabajo
Análisis de Pareto para CT-12Tipo de falla Frecuencia falla Duración falla [hr] % % acumuladoAtoche chute descarga CT-12 20 11,1 56,7% 56,7%Alto nivel chute descarga CT-12 10 3,9 19,9% 76,6% falla compuerta descaga chute CT-12 1 2,0 10,2% 86,8%Detencion de CT-12 sin o falsa alarma 6 1,8 9,0% 95,8%Reparación Raspador 2 0,8 4,2% 100,0%
Total 19,6
Tipo de falla v/s duración y frecuencia de falla en CT-12
0
5
10
15
20
25
Ato
che
chut
ede
scar
ga C
T-
12
Alto
niv
elch
ute
desc
arga
CT
-12 fa
llaco
mpu
erta
de
scag
ach
ute
CT
-12
Det
enci
on d
eC
T-1
2 si
n o
fals
a al
arm
a
Rep
arac
ión
Ras
pado
r
Fre
cuen
cia
fall
a
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0D
ura
ció
n f
alla
[h
r]Frecuencia falla
Duración falla [hr]
Gráfico de Pareto para duración de falla en CT-12
0,0%10,0%20,0%30,0%40,0%50,0%60,0%70,0%80,0%90,0%
100,0%
Atoc
hech
ute
desc
arga
CT-
12
Alto
niv
elch
ute
desc
arga
CT-
12
falla
com
puer
ta
desc
aga
chut
e C
T-12
Det
enci
onde
CT-
12si
n o
fals
aal
arm
a
Rep
arac
ión
Ras
pado
r
Metodología de Trabajo
AMFECArea de Planta: Número de AMFE:
Equipo de análisis: Fecha:
Sistema / Componente o subsistema: Hecha por:
Pagina: 1 de 1 Aprobada por:
Efectos locales
Efectos de nivel
superior
Efectos finales
1.-Atoche chutede descarga
NO APLICA NO APLICADetención
area Relaves3 4 3
Falta de material
cerámico en bordes chute de traspaso a CT-
13
1.-Humedad Relave >20% 2.-Sensores de alto nivel
chute
36
Instalar cerámicos y
martillos neumáticos
en la próxima parada de
planta
Planificador del Area de Relaves
Plazo duración parada de
planta
Posibilidad de estudio para rediseño del
chute
2.- Alto nivelchute descarga
NO APLICA NO APLICADetención
area Relaves3 3 3 Falta de limpieza
1.-Inspección visual
27
Inspección visual
periódica y pauta de
mantención para limpieza
Planificador del Area de Relaves
Plazo duración parada de
planta
investigar en el mercado,
opciones de sensores de
alto nivel más confiables
Sev
erid
ad
Fre
cuen
cia Causas de la
falla (a que se debe
la falla)
Métodos de detección
(síntomas y/o hrrtas para detectar la
falla)Det
ecta
bil
idad
Responsables y plazo de
entrega
Acciones mejorativas a implementar
NP
R Acciones correctivas
Traspaso libre del relave desde
dscarga de CT-12 hacia
alimentación de CT-13 o CT-15
Daños (Consecuencias de la falla)
Función (objetivo a cumplir
por el componente)
Modo de Falla (Posible falla o forma de fallar)
Análisis Cualitativo AMFE
Relaves
Correa Transportadora Nº 12
Chute de descarga a CT-13 o CT-15
CHD-001-CT/12-R-MDO
07 de noviembre del 2006
Cesar Parra Figueroa
Rodrigo Porcile
Metodología de TrabajoObservaciones
FALTA DE MATERIAL CERAMICO O VER OPCIÓN PARA INSTALAR MARTILLOS NEUMATICOS
COMPUERTACORREA TRANSPORTADORA N° 12
CORREA TRANSPORTADORA N° 13
CORREA TRANSPORTADORA N° 15
CHUTE DE DESCARGA A CT-13 O CT-15
DETALLE 1
DETALLE 1
SENSOR TILT SWITCH
Principalmente el atoche es producido por falta de cerámicos y ángulo de inclinación del chute.
Metodología de TrabajoObservaciones
Atoches chute de descarga CT-12 %Humedad Relave v/s dias de atoche
19.0
19.5
20.0
20.5
21.0
21.5
22.0
14-12-2005 02-02-2006 24-03-2006 13-05-2006 02-07-2006 21-08-2006 10-10-2006 29-11-2006
dias
% H
um
edad
Rel
ave
%humedad promedio
%humedad recomendado
De 19 detenciones por atoche 17 son por exceso de Humedad .
Conclusiones
Elaboración de equipos de trabajo multidisciplinarios para solución de problemas.
Aplicación de metodología en Trabajo de Título para áreas restantes de la Planta.
Implementación de softwares de mantenimiento (MES) y ERP.
Complementar estudio estadístico con los costos de mantenimiento, para determinar frecuencia óptima de recambio.
Referencias Bibliográficas “Ingeniería en Confiabilidad y análisis probabilístico de
riesgo” Yañez, Medardo, Bogotá Venezuela.
“Teoría de la Confiabilidad de componentes y sistemas” Stegmaier, Raúl y Arata, Adolfo.
“El Arte de Mantener” Pascual, Rodrigo Apuntes de
mantención de maquinaria, Departamento ingeniería mecánica U. de Chile.
Trabajo de titulación “Aplicación de la metodología del Análisis de Modos de Fallas y Efectos (AMFE) para una bomba de pozo profundo utilizada en la gran minería del cobre”. Guzmán, Rodrigo.