triturador de cono cvg.pdf
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Y
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios de Postgrado
Especialización en Diseño y Mantenimiento Industrial
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
DISEÑO DE UN MODELO DE MANTENIMIENTO PARA EL TRITURADOR DE CONO DE CVG VENALUM
Por:
Silverio Rodríguez
Septiembre, 2007
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios de Postgrado
Especialización en Diseño y Mantenimiento Industrial
DISEÑO DE UN MODELO DE MANTENIMIENTO PARA EL TRITURADOR DE CONO DE CVG VENALUM
Trabajo Especial de Grado presentado a la Universidad Simón Bolívar por:
Silverio Rodríguez
Como requisito parcial para optar al título de
Especialista en Diseño y Mantenimiento Industrial
Realizado con la tutoría de:
Prof. Leonardo Contreras Ing. César Viamonte P.
Septiembre, 2007
ii
DEDICATORIA
A mi Esposa e Hijos por apoyarme a lo largo de todo el postgrado.
A mi madre que no tuvo la oportunidad de ver mi graduación.
A todas las personas que depositaron su confianza en mí para que hiciera esta especialización.
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios Todo Poderoso.
A CVG Venalum especialmente al Ingeniero Isaías Suárez por brindarme la oportunidad de realizar esta especialización.
A mis tutores por toda la orientación prestada para la realización de este trabajo.
A la Universidad Simón Bolívar, ilustre casa de estudios.
A todos los profesores de la Universidad Simón Bolívar que nos impartieron sus enseñanzas y compartieron con nosotros todas sus experiencias durante este período de estudio, especialmente a los profesores: Leonardo Contreras, Alfonso Quiroga y Joaquín Santos.
A todos los trabajadores de la superintendencia de molienda y compactación de CVG Venalum que me apoyaron para realización de este trabajo.
A todos mis compañeros de labores que me orientaron en la elaboración de este trabajo especialmente a los Ingenieros: Jesús A. García Ch., Carlos Cordero y Armando Mora D., quienes fueron mis compañeros de equipo.
A todas las personas que de alguna manera contribuyeron en la realización de este trabajo.
iv
RESUMEN
La Planta de Molienda y Compactación de CVG Venalum inició sus actividades en el año 1979 un año después del arranque de operaciones de planta de cátodos con una capacidad instalada de 32 t/h de pasta anódica y una producción diaria de 750 ánodos, en la actualidad tiene una capacidad instalada de 68 t/h de pasta anódica y una producción diaria de 1600 ánodos. Cuando arrancó la Planta de Molienda y Compactación el triturador de cono del grupo H trabajaba a un 80 % de su capacidad, una vez que se amplía CVG Venalum en el año 1986 y se arranca una nueva línea de producción (Quinta Línea), aumenta la demanda de ánodos y por consiguiente el triturador de cono empieza a trabajar a su máxima capacidad. Con el aumento de la demanda de ánodos se incrementaron las fallas debido al desgaste de algunos componentes del equipo. El objeto de este trabajo es analizar toda la falla existente, utilizando técnicas estadísticas tales como PARETO, AMEF, TEF, TPR, análisis de criticidad, diagrama causa efecto, conjuntamente con la herramientas de confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad, para luego diseñar un modelo de mantenimiento que nos permita limitar las fallas, que se adapte al comportamiento del equipo y por ende aumentar la eficiencia de este.
Palabras claves: Triturador, Cabos, Criticidad, Confiabilidad, Criba.
v
INDICE GENERAL
Pág.
APROBACIÓN DEL JURADO...................................................................................................i
DEDICATORIA..........................................................................................................................ii
AGRADECIMIENTOS............................................................................................................. iii
RESUMEN .................................................................................................................................iv
INDICE GENERAL....................................................................................................................v
INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................1
La Empresa..............................................................................................................................1
Ubicación y Facilidades ..........................................................................................................1
Facilidades de CVG Venalum .................................................................................................2
Ubicación Geográfica ..............................................................................................................2
Planta de Molienda y Compactación .......................................................................................4
Descripción del Triturador de Cono H 7.1 .............................................................................6
El Proyecto ..............................................................................................................................9
Justificación...........................................................................................................................10
Objetivo general. ...................................................................................................................10
Objetivos Específicos ............................................................................................................10
Metodología...........................................................................................................................11
CAPÍTULO I FUNDAMENTOS TEÓRICOS .........................................................................13
1.1.Mantenimiento.................................................................................................................13
1.2 Tipos de Mantenimientos ................................................................................................14
1.2.1 Mantenimiento Correctivo ....................................................................................14
1.2.2 Mantenimiento Programado .................................................................................14
1.2.3 Mantenimiento Preventivo....................................................................................14
1.2.4 Mantenimiento Rutinario ......................................................................................15
1.3 Plan de Mantenimiento....................................................................................................15
1.3.1 Planificación del mantenimiento...........................................................................15
1.4 Indicadores de mantenimiento.........................................................................................16
1.4.1 Confiabilidad R (t) ................................................................................................16
vi
Pág. 1.4.2 Disponibilidad D (t) ..............................................................................................17
1.4.3 Mantenibilidad M (t).............................................................................................18
1.5 Análisis de Criticidad ......................................................................................................20
CAPÍTULO II ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD.............................24
2.1 Cálculo de Confiabilidad R(t).........................................................................................26
2.2 Cálculo de Disponibilidad D (t) .....................................................................................28
CAPÍTULO III ANÁLISIS DE CRITICIDAD Y AMEF........................................................31
3.1 Análisis de Pareto ............................................................................................................31
3.2 Criticidad del Triturador de Cono H 7.1 .........................................................................32
3.3 Análisis de Repuestos Críticos y Estratégicos del Triturador de Cono H 7.1 .................34
3.4 Aplicación de AMEF a los Bloques Críticos del Triturador de Cono H 7.1...................36
CAPÍTULO IV DISEÑO DE MODELO DE MANTENIMIENTO.........................................39
4.1 Modelo de Mantenimiento..............................................................................................39
4.1.1 Módulo de Mejoras ...............................................................................................40
4.2 Plan de Mantenimiento Preventivo..................................................................................45
CAPÍTULO V ANALÍSIS DE LOS RESULTADOS ..............................................................48
5.1 Análisis de los Resultados ...............................................................................................48
CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..............................................51
6.1. Conclusiones..............................................................................................................51
6.2. Recomendaciones ......................................................................................................52
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................56
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura Pág. 1 Ubicación geográfica de CVG Venalum.................................................................. 2
2 Proceso productivo de CVG Venalum ...................................................................... 3
3 Esquema de Molienda y Computación...................................................................... 4
4 Representación Esquemática de Equipos de la Planta de Molienda y Compactación ............................................................................................................ 5
5 Corte transversal del triturador de cono H 7.1........................................................... 6
6 Carcasa del triturador de cono H 7.1 con sus Cotas .................................................. 7
7 Ficha Técnica del Triturador de Cono H 7.1 ............................................................. 8
1.1 Diagrama de bloques en serie y paralelo ................................................................... 16
1.2 Distribución de fallas en un equipo ........................................................................... 18
1.3 Gráfica de Mantenibilidad M(t) vs. Tiempo t............................................................ 19
1.4 Factor de servicio para el área de Molienda y Compactación................................... 20
1.5 Valores de criticidad (Guía de Criticidad)................................................................. 22
1.6 Gráfico de resultados de un análisis de criticidad ..................................................... 23
1.7 Modelo básico de criticidad....................................................................................... 23
2.1 Confiabilidad R(t) Vs. Tiempo (t) para el triturador de cono H 7.1 ......................... 27
3.1 Diagrama de Pareto Fallas Promedio del Triturador de Cono H 7.1......................... 32
3.2 Criticidad Para Bloques del Triturador de cono H 7.1 .............................................. 33
4.1 Primera parte del modelo de mantenimiento aplicado al triturador de cono H 7.1... 42
4.2 Segunda parte del modelo de mantenimiento aplicado al triturador de cono H 7.1.. 43
4.3 Tercera parte del modelo de mantenimiento aplicado al triturador de cono H 7.1 ... 43
4.4 Cuarta parte del modelo de mantenimiento aplicado al triturador de cono H 7.1..... 44
4.5 Quinta parte del modelo de mantenimiento aplicado al triturador de cono H 7.1..... 44
4.6 Primera parte plan de mantenimiento preventivo aplicado al triturador de Cono H 7.1 .......................................................................................................................... 46
4.7 Segunda parte plan de mantenimiento preventivo aplicado al triturador de Cono H 7.1 .......................................................................................................................... 47
5.1 Diagrama Causa Efecto Fallas del Triturador de Cono H 7.1 ................................... 50
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Pág.
2.1 Tiempo entre fallas (TEF) para el triturador de Cono F 7.1...................................... 24
2.2 Parámetros de confiabilidad del triturador de cono aplicando Weibull .................... 26
2.3 Tiempo para reparar (TPR) el triturador de Cono H 7.1 ........................................... 28
3.1 Fallas Promedio del Triturador de cono H 7.1 .......................................................... 31
3.2 Criterios para determinar Alta, Mediana y Baja Criticidad....................................... 32
3.3 Resultados de Criticidad Para el Triturador de Cono H 7.1 ...................................... 33
3.4 Repuestos Críticos del triturador de cono H 7.1........................................................ 34
3.5 Repuestos Estratégicos del Triturador de Cono H 7.1............................................... 35
3.6 AMEF Para el Cono Móvil (20-16-08-3) ................................................................. 37
3.7 AMEF Para el Turbo Acople (20-16-08-2) .............................................................. 38
ix
GLOSARIO DE TÉRMINOS
AMEF Análisis del modo y efecto de fallas
R (t) Confiabilidad
IPR Índice de prioridad de riesgo
D (t) Disponibilidad
F. S Factor de servicio
M(t) Mantenibilidad
TEF tiempo medio entre fallas
TPR tiempo medio para reparar
Yugo Trozo de metal de hierro adherido al ánodo
SIMA Sistema integral de mantenimiento del aluminio
O Ocurrencia
S Severidad
Cabos Residuos de ánodos que ya cumplieron su vida útil.
ODT Orden de Trabajo
INTRODUCCIÓN
CVG Venalum (venezolana del aluminio), produce aluminio primario mediante el
proceso de reducción electrolítica de alúmina (Al2O3). El proceso de reducción exige la
utilización de ánodos de carbón consumibles cuyas propiedades conductoras y sus
características y tasa de degradación son fundamentales para la buena marcha del proceso. La
calidad del aluminio es producto tanto de la calidad del proceso como de la calidad de los
insumos y materiales utilizados, entre los cuales juega un papel importante la calidad de los
ánodos que se utilizan en el proceso de reducción. Este trabajo trata precisamente sobre parte
del proceso de fabricación de los ánodos y su intención es mejorar parte de dicho proceso.
La Empresa
CVG Venalum es una empresa mixta, con 80% de capital venezolano, representado por
la Corporación Venezolana de Guayana (CVG) y un 20% de capital extranjero, suscrito por el
consorcio japonés integrado por Showa Denko K.K., Kobe Steel Ltd, Sumitomo Chemical
Company Ltd., Mitsubishi Aluminium Company Ltd, y Marubeni Corporation. Inicialmente se
constituyó la empresa Industria Venezolana de Aluminio C. A., CVG Venalum con el objeto
de producir aluminio primario en diversas formas. Para fines de exportación esta planta es la
mayor de Latinoamérica, con una capacidad instalada de 430.000 toneladas de aluminio al
año. Está ubicada en Ciudad Guayana, estado Bolívar, sobre la margen sur del río Orinoco.
Ubicación y Facilidades
CVG Venalum cuenta con un área adecuada tanto para sus instalaciones de
infraestructura existentes como para crecimiento futuro.
2
Facilidades de CVG Venalum
Area Total 1.455.634,78 M2
Área Techada 233.000 m2 (Edificio Industrial)
Área Construida 14.808 m2 (Edificio Administrativo)
Áreas Verdes 40 Hectáreas
Carreteras 10 Km.
Ubicación Geográfica
CVG Venalum está ubicada en la zona Industrial Matanzas en Ciudad Guayana, tal
como se muestra en la figura 1, urbe creada por decreto presidencial el 2 de Julio de 1961
mediante fusión de Puerto Ordaz y San Félix.
Fig. 1. Ubicación Geográfica de CVG Venalum
La escogencia de la zona de Guayana, como sede de la gran industria del aluminio, no
obedece a razones fortuitas: Integrada por los Estados Bolívar, Delta Amacuro y Amazonas,
esta zona geográfica ubicada al sur del Río Orinoco y cuya porción de 448.000 Km2 ocupa
exactamente la mitad de Venezuela y reúne innumerables recursos naturales.
* E S T A D O
B O L Í V A R
V e n a l u m *
3
El agua constituye el recurso básico por excelencia en la región guayanesa, regada por
los ríos más caudalosos del país, como el Orinoco, Caroní, Paraguas y Cuyuní, entre otros.
La presa “Raúl Leoní” en Gurí, con una capacidad generadora de 10 millones de Kw,
es una de las plantas hidroeléctricas de mayor potencia instalada en el mundo, y su energía es
requerida por las empresas de Guayana, para la producción de acero, alúmina, aluminio,
mineral de hierro y ferro silicio.
La navegación a través del Río Orinoco en barcos de gran calado en una distancia
aproximada de 184 millas náuticas (314 Km) hasta el Mar Caribe.
Todos estos privilegios y virtudes habidos en la región de Guayana, determinan su
notable independencia en materia de insumos y un alto grado de integración vertical en el
proceso de producción de aluminio.
La empresa está dividida en tres facilidades básicas de producción: Gerencias de
Reducción, Gerencia de Carbón y Gerencia de Colada, tal como se visualiza en el esquema
del proceso productivo (figura 2).
Fig. 2. Proceso Productivo de CVG Venalum
4
Planta de Molienda y Compactación
En esta área se elaboran ánodos de carbón (ver figura 3), a partir de una combinación
de coque de petróleo calcinado, cabos de ánodos triturados, ánodos verdes y calcinados de
desecho. El peso de cada ánodo es de 980 Kg., estos son fabricados en forma de bloque, los
cuales se consumen en un 60% aproximadamente durante el proceso de reducción, para
producir 1.000 Kg. de aluminio con vida útil de 22 días. Se requiere una producción diaria de
unos 720 ánodos para satisfacer las necesidades de la sala de celdas. Esta planta fue diseñada
para producir aproximadamente 240.000 Toneladas de ánodos verdes por año, suficientes para
abastecer las 905 celdas de los complejos I, II, y V línea. Los ánodos verdes se fabrican
mediante la trituración, mezclado en caliente y moldeados en la pasta anódica. La materia
prima utilizada es: coque de petróleo calcinado, brea de alquitrán, cabos y desechos verdes.
Coque dePetróleoCalcinado
DesechoVerde
Cabos
Grupo A
Grupo G
Grupo H
Grupo B
Grupo EMedio
FinoGrupo C Grupo F
Transporte, molienda y fundición de brea
Desecho Verde
Cabo GruesoGrupo D
Cabo Medio + Fino
Grupo RGrupo P
Grupo K
Grupo Q
Vibroc.Rotativa
Vibroc.Vaivén 1
Vibroc.Vaivén 2
Túnel deEnfriamiento
Almacénde Anodos
Verdes
de CalorTransferencia
Sistema Gases de
Brea
Grupo N
Pulmónde Planta
B, D, E, H, K
Extracción
C.T. = Capacidad Teórica
Transportadoresde Pasta Anódica
C.T
.= 8
0 A
nodo
s/h
C.T.=68.3 t/h
** T Teórico = 0,68 ºC/min.
C.T.=30 t/h
C.T.=25 t/h
C.T. Fusión = 15 t/h
C.T.= 40 t/h
C.T.= 15 t/h
C.T.= 20 t/h
C.T.= 60 t/h
C.T.=40 Anodos/h
C.T.=20 Anodos/h
C.T.=20 Anodos/h
C.T.=60 t/h
Brea de AlquitránSólida
Brea de AlquitránSólida
C.T.= 70 t/h
**
C.T.=30 t/h
Transporte y molienda de brea
C.T.= 20 t/h
Fig. 3. Esquema de Molienda y Compactación
5
CVG Venalum cuenta con cuatro (4) hornos de cocción con tecnología de hornos
cerrados (dos (2) de ellos de 48 secciones y los dos (2) restantes con 32 secciones), cada uno
con un sistema automático de control para lograr una correcta regulación de las temperaturas
requeridas. En la figura se muestran el esquema por grupos de la planta de molienda y
compactación.
En la representación esquemática que sigue en la figura 4, se presenta la planta de
molienda y compactación de CVG Venalum. Esta planta tiene una capacidad instalada de
1600 ánodos/día para alimentar las necesidades de ánodos de las novecientas cinco (905)
celdas electrolíticas de reducción de aluminio, instaladas en las salas de Reducción I,
Reducción II y Reducción III.
Fig. 4. Representación Esquemática de Equipos de la Planta de Molienda y
Compactación
Triturador H 7.1
6
El proceso de preparación de ánodos incluye los trituradores primarios, conjunto
integrado por un triturador de impacto (H53) y un triturador de mandíbula (H2.1). El material
triturado se transporta por un sistema de canaletas (H51, H3 y H49), que lo llevan a una cinta
transportadora (H4.1). La cinta trasportadora lo traslada a un desviador (H4.2), que lo
descarga en una criba (H6), que finalmente lo lleva hacia el triturador de cono (H 7.1).
Descripción del Triturador de Cono H 7.1
CVG Venalum cuenta con un (1) triturador de cono (fig. 5 y 6), con capacidad nominal
de trituración de 85 t/h de residuos de ánodos cocidos utilizados y ánodos defectuosos (cabos)
provenientes de hornos de cocción, envarillado y reducción, los cuales son utilizados como
fracción gruesa (3.5 - 17mm) y fracción medio + fino (≤ de 3.5 mm). Estos cabos caracterizan
por su alta dureza y baja porosidad. Su función es darle la resistencia mecánica al ánodo y se
utiliza, aproximadamente, en un 30% del total de los componentes del mismo.
Fig. 5. Corte Transversal del Triturador de Conos H 7.1
7
Fig. 6. Carcasa del Triturador de Cono H 7.1 con sus Cotas
El triturador de cono consiste en una placa superior fija y una inferior móvil cónicas
provisto para una operación continua y un sistema de alimentación de material ajustable. La
cual, se efectúa de forma centrada mediante un plato, para asegurar que el material sea
distribuido uniformemente en el espacio creado por los dos conos, fijo y móvil, este espacio
llamado apertura varía de acuerdo a la rotación del cono móvil, el cual lo guía un eje
excéntrico. A medida que el cono giratorio rota siempre hay un punto del mismo que está
cercano del cono cóncavo, resultando este el punto donde tiene lugar la trituración. El lado
opuesto a este es de mayor apertura, permitiendo que el material sobre medida pase a la
descarga del triturador generándose un retorno menor del 25% del material que se le
suministra.
8
Ficha Técnica del Equipo
a
Área: Molienda y Compactación
Equipo: Triturador de Cono H7.1
Revisión Nº
Datos Técnicos del Triturador de Cono H 7.1
Marca Calibrador
Modelo 1200/180
Diámetro del Cono (m m.) 1200
Potencia del Cono (Kw) 130-150
Rev. Del Cono Transmisión Hidráulica (r.p.m) 980
Rev. Del Motor .Transmisión a correas Trapezoidal (rpm) 1450
Peso sin bastidor base (Kg) 18300
Tamaño de la granulometría de entrada (mm) < 200
Tamaño de la granulometría de salida (mm) < 17
Capacidad de trituración (t/h) 85
Cotas del triturador de cono H 7.1
a (m m) 3125
b (mm) 780
c (mm) 2550
d1 (mm) 1090
d2 (mm) 2020
d3 (mm) 600
e (mm) 1370
f (mm) 270
g (mm) 4300
d4 (mm) 64
d5 (mm) 1600
k (mm) 1400
Elaborado por: Aprobado por:
Fig. 7 Ficha Técnica del Triturador de Cono H 7.1
Según el sistema SIMA el triturador de cono H 7.1 (20-16-08-0) está conformado por
seis bloques diferentes dispuestos en serie y su función está descrita de la siguiente manera:
9
Motor principal 125 KW (20-16-08-1): Su función principal es la de accionar el turbo
acople que transmite la potencia a la caja de engranajes y a su vez al cono móvil.
Turbo acople TVA 650 (20-16-08-2): Su función principal es la transmitir potencia a la
caja de engranajes y al cono móvil.
Cono móvil giratorio (20-16-08-3): Su función principal es la de triturar cabos y
desechos verdes.
Motor secundario 7,5 KW (20-16-08-4): Su función principal es la de accionamiento
de la bomba de engranajes.
Bomba de engranajes (2016-08-5): Su función principal es la lubricación centralizada
del cono móvil con una presión de 4 Bar.
Tanque para almacenamiento de aceite (20-16-08-9): Como su nombre lo indica su
función principal es la de almacenar y sedimentar aceite debido a que posee dos
compartimientos.
El Proyecto
El triturador cónico (triturador de cono en adelante), de la planta de Molienda y
Compactación de CVG Venalum es de gran importancia en el proceso productivo debido a
que impacta directamente en la producción de pasta anódica, ya que en él se tritura un
agregado seco denominado cabo, un residuo del proceso electrolítico proveniente de las
celdas, y hornos de cocción; por tanto su utilización en la producción de pasta anódica
constituye un ahorro en los costos de producción puesto que posee la propiedades mecánicas,
físicas y conductiva que requiere el ánodo para trabajar en las celdas.
Sin embargo, el triturador de cono viene presentando una serie de anormalidades en su
funcionamiento que afectan notablemente la capacidad productiva, razón por la cual la
Gerencia de CVG Venalum propuso el estudio detallado de sus modalidades operativas y su
mantenimiento s fin de determinar las mejoras a que puede someterse para reducir su tasa de
fallas.
10
Justificación
El uso de cabos en las recetas de preparación de los ánodos reduce el periodo de
permanencia de los ánodos en los Hornos de Cocción ya que el ciclo de cocción con la adición
de cabos dura veintiocho (28) días, mientras que los que se elaboran con coque de petróleo
dura treinta y dos (32) días. Debido a esta condición, se justifica establecer acciones de
mantenimiento que permitan disminuir las causas de fallas en las operaciones de trituración
debidas a la presencia de cabos en el proceso.
Los trituradores de la planta de Molienda y Compactación, se someten a un
mantenimiento mayor cada cuarenta y cinco (45) días, y a una rutina de lubricación dos (2)
veces por semana. Sin embargo, en el triturador de cono ocurren fallas cuyas correcciones
suelen exceder tres (3) turnos continuos, aparentemente atribuibles a la presencia de cabos en
el proceso, por tal motivo se hace necesario la implementación de un modelo de análisis de
mantenimiento del triturador de cono H 7.1, con la finalidad de mejorar sus condiciones de
trabajo y por ende los parámetros de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad.
Objetivo general
Elaborar un modelo de mantenimiento para el triturador de cono H 7.1 de la planta de
molienda y compactación, aplicando técnicas y análisis estadísticas que nos permita mejorar la
confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de este equipo.
Objetivos específicos
• Elaborar análisis de criticidad para cada uno de los bloques que conforman el triturador de cono H 7.1.
• Analizar el sistema actual de mantenimiento aplicado al equipo.
• Establecer cuales son los repuestos críticos y estratégicos del triturador de cono H 7.1
• Elaborar un estudio de confiabilidad y disponibilidad del equipo.
• Proponer nuevo plan de mantenimiento preventivo para el triturador de cono H 7.1
• Revisar el despiece del equipo.
11
Metodología
Para desarrollar la evaluación técnica requerida se tomó en cuenta el siguiente
procedimiento, que tiene como finalidad el logro de los objetivos y la obtención de los
resultados:
• Recopilación de información técnica a través del sistema integral de mantenimiento (SIMA), repositorio de datos (Data Ware House) y entrevistas técnicas informales al personal supervisorio experto en operaciones y mantenimiento en la parte de trituración de cabos.
• Organización de los datos mediante la aplicación de métodos de análisis tales como: Análisis causa efecto, análisis de criticidad, diagrama de pareto, AMEF y otros, con la colaboración del equipo natural de trabajo de la planta de CVG Venalum.
• Diseño de plan de mantenimiento preventivo para aplicar al triturador de cono H 7.1.
• Planteamiento de un modelo de mantenimiento general para el triturador de cono H 7.1.de la planta de molienda y compactación.
Para lograr una mejor comprensión de este libro se detalla brevemente como está
estructurado capítulo por capítulo:
Capítulo I Fundamentos Teóricos, trata sobre las definiciones de: Mantenimiento, tipos
de mantenimiento, planificación del mantenimiento, indicadores de mantenimiento, tales
como: Confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad y finalmente de análisis de criticidad.
Capítulo II denominado Análisis de Confiabilidad y Disponibilidad, muestra los
cálculos de la confiabilidad y la disponibilidad utilizando Weibull para los datos de fallas
(mantenimiento correctivo) de los años 2005-2006 obtenidos del repositorio de datos de Data
Ware House.
En el capítulo III Análisis de Criticidad y AMEF, se identifican los bloques del
triturador de cono que presentan alta criticidad, adicional a esto se elabora un análisis de los
repuestos críticos y estratégicos y por último se aplica el AMEF a los bloques de mayor
criticidad del triturador de cono y se calcula el IPR máximo para cada uno de los bloques
críticos.
12
Capítulo IV Diseño de Modelo de Mantenimiento, se presenta la elaboración del
modelo, sus aplicaciones, sus beneficios y sus debilidades. Además propone la implantación
de un nuevo plan de mantenimiento preventivo para el triturador de cono.
Capítulo V denominado Análisis de los Resultados se detalla claramente los resultados
obtenidos en cada uno de los análisis previamente elaborados.
Finalmente en el capítulo VI, Conclusiones y Recomendaciones expone claramente las
conclusiones obtenidas en esta investigación y se dan las recomendaciones con la finalidad
corregir el problema de fallas que viene presentando el triturador de cono.
CAPÍTULO I
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 Mantenimiento
En CVG Venalum el mantenimiento está definido como la acción que permite
conservar o restablecer las condiciones normales de operación de un sistema productivo.
Duffuaa (2000) define el mantenimiento como la combinación de actividades mediante
las cuales un equipo o un sistema se mantiene en, o se restablece a, un estado en el que puede
realizar las funciones asignadas. Es un factor importante en la calidad de los productos y
puede utilizarse como una estrategia para una competencia exitosa. Las inconsistencias en la
operación del equipo de producción dan por resultado una variabilidad excesiva en el producto
y en consecuencia, ocasionan una producción defectuosa. Para producir con un alto nivel de
calidad, el equipo de producción debe operar dentro de las especificaciones, las cuales pueden
alcanzarse mediante acciones oportunas de mantenimiento.
En este sentido, el mantenimiento puede ser entendido como un conjunto de
actividades desarrolladas con el objeto de preservar bienes, equipos e instalaciones que en un
proceso productivo posee en buenas condiciones de funcionamiento de manera que se
garantice la producción o servicio.
El objeto de toda política de mantenimiento es mantener las instalaciones y equipos en
óptimas condiciones de operación, teniendo en cuenta las normas de seguridad y protección
ambiental, con políticas de costos que permitan la optimización de la función de
mantenimiento.
14
1.2 Tipos de Mantenimientos
Según el Sistema Integral de Mantenimiento del Aluminio (SIMA) el mantenimiento
en CVG Venalum se clasifica de la siguiente manera:
• Mantenimiento Correctivo (Tipo 1)
• Mantenimiento Programado (Tipo 2)
• Mantenimiento Preventivo (Tipo 3)
• Mantenimiento Rutinario (Tipo 4)
1.2.1 Mantenimiento Correctivo
Es aquel que se efectúa a los equipos e instalaciones una vez ocurrida la falla, siempre
y cuando afecte la seguridad del personal o provoque pérdidas de producción. Este tipo de
mantenimiento es impredecible, depende de la probabilidad de falla del equipo.
1.2.2 Mantenimiento Programado
Es aquel que se efectúa a los equipos e instalaciones una vez detectados parámetros
fuera de especificaciones y puede ser ejecutado en un tiempo determinado. A este tipo de
mantenimiento también se le suele llamar mantenimiento planificado.
1.2.3 Mantenimiento Preventivo
Es aquel que se efectúa a los equipos e instalaciones sujetos a desgaste con el propósito
de darle un período de vida útil nueva. En CVG Venalum este tipo de mantenimiento se
efectúa haciendo una parada de planta ó mantenimiento mayor, donde muchas veces se
sustituyen componentes del equipo.
En la planta de molienda y compactación se hace una parada mayor que dura de cinco
(5) a siete (7) días, dependiendo de los equipos a mantener. Regularmente a todos los
trituradores se les hace mantenimiento preventivo.
15
1.2.4 Mantenimiento Rutinario
Es aquel que aplicado en forma periódica mantiene o alarga la vida útil de los equipos
e instalaciones de planta, y se divide en cuatro grandes aspectos:
• Inspección y Verificación
• Prueba y Ajuste
• Limpieza
• Lubricación
1.3 Plan de Mantenimiento
Es el conjunto de actividades o trabajos de mantenimientos planificados, que
garantizan la confiabilidad de los equipos para así lograr aumentar su disponibilidad y
prolongar su vida útil. En CVG Venalum se trabaja con tres (3) tipos de planes de
mantenimiento:
• Plan de mantenimiento predictivo
• Plan de mantenimiento preventivo
• Plan de mantenimiento rutinario
1.3.1. Planificación del mantenimiento
Proceso mediante el cual se realiza un conjunto de acciones organizadas que permiten
definir, dónde, cómo, cuándo y cuánto se necesita para realizar un mantenimiento planificado.
Hoy en día, el mantenimiento se maneja bajo el enfoque de un proceso sistémico,
donde se desarrollan actividades de organización, planeación, ejecución y control.
En la actividad de control se destacan entre otros:
• Control de equipos y planta física. • Control de trabajos. • Control de inventarios y materials. • Control de costos. • Control de calidad.
16
Además del control de costos, el grupo de mantenimiento debe saber pronosticar cada
vez que se requieran; los materiales, herramientas y repuestos necesarios para ejecutar los
programas de mantenimiento, lo cual implica optimizar la función y el uso de los recursos.
1.4 Indicadores de mantenimiento
Con el transcurrir del tiempo se han desarrollado diferentes indicadores para medir la
gestión de mantenimiento entre los cuales los más utilizados son: La confiabilidad,
disponibilidad y mantenibilidad, definidos de la siguiente manera:
1.4.1 Confiabilidad R (t)
Se define como la probabilidad de que un equipo o sistema opere sin fallas, bajo ciertas
condiciones normales durante un período de tiempo establecido. El parámetro que identifica
la confiabilidad es el tiempo medio entre fallas.
Diagramas de bloques para confiabilidad
En general, se llaman diagramas de bloques a las representaciones de estructuras de
sistemas como los que se muestran en la fig.1.1, los cuales se utilizan para comprender las
relaciones entre componentes. Estos sistemas se definen de la siguiente manera:
Fig. 1.1 Diagramas de Bloques en Serie y Paralelo
Diagrama de Bloques en Serie.
En un diagrama de bloques en serie todos sus componentes deben funcionar
adecuadamente para que funcione el sistema es decir;
17
Cs = C1.C2.C3. (1.1)
Donde: Cs es igual a la confiabilidad del sistema.
C1 es igual a la confiabilidad del componente 1.
C2 es igual a la confiabilidad del componente 2.
C3 es igual a la confiabilidad del componente 3.
Diagrama de Bloques en Paralelo.
En un diagrama de bloques en paralelo el funcionamiento de un componente implica el
funcionamiento de todo el sistema es decir:
Cs = 1-[(1- C1).(1-C2).(1-C3)] (1.2)
Para el caso del triturador de cono H 7.1 el diagrama de bloques se encuentra en serie
esto implica que al fallar cualquiera de estos bloque, se detiene todo el proceso de trituración.
1.4.2 Disponibilidad D (t)
Es el tiempo que un objeto o sistema permanece funcionando dentro del sistema
productivo bajo ciertas condiciones determinadas. Este parámetro es tal vez el más importante
dentro de un sistema productivo, ya que de él depende la planificación del resto de actividades
de la organización. La disponibilidad es una característica que resume cuantitativamente el
perfil de funcionabilidad de un elemento. En la fig. 1.2 podemos observar la distribución de
fallas de un equipo.
18
TIEMPO
TO
F1 F2 F2 Fn....FUNCÍO
N
TEF
TFS
LEYENDA:
TO: Tiempo Operativo
F: Falla
TFS: Tiempo Fuera de Servicio
TPR: Tiempo Para Reparar MANTENIBILIDAD
TEF: Tiempo Entre Fallas CONFIABILIDAD
TPR
DEMORAS
Fig.1.2 Distribución de Fallas de un Equipo
1.4.3 Mantenibilidad M (t)
Es la probabilidad de que un objeto o sistema sea reparado durante un período de
tiempo establecido, bajo condiciones procedimentales establecidas para ello, siendo su
parámetro básico el tiempo promedio fuera de servicio.
Probabilidad de duración de la reparación: es decir, M(t) = Prob. (t(TPR)< t) (1.3)
Donde: g(t) représenta la Densidad de probabilidad, M(t) = g (t) dt (1.4)
Esto implica que µ(t) = g(t)/(1 – M(t)) (1.5)
Donde: M(t) =1 - EXP (∫t0, µ(t) dt) (1.6)
En la fig. 1.3 se puede observar la gráfica de mantenibilidad M (t) en función del
tiempo t. para un equipo o sistema.
19
M(t)
M(ti)
ti0 t
M(t)=1M(t)
M(ti)
ti0 t
M(t)=1
Fig. 1.3 Gráfica de Mantenibilidad M(t) Vs. Tiempo t.
La gestión de mantenimiento en CVG Venalum se mide por medio del cálculo del
factor de servicio (F/S), un ejemplo de su cálculo se puede observar en la fig. 1.4 y el
cumplimiento del programa de mantenimiento en cada una de las áreas, se le puede hacer
seguimiento en la intranet utilizando el sistema integral de mantenimiento del aluminio
(SIMA).
Así mismo, se encuentra documentado en los procedimientos 10.01.02 (planificación y
programación del mantenimiento para equipos industriales) y 10.01.03 (ejecución del
mantenimiento para equipos industriales).
Para el caso del triturador de cono H 7.1 se estudiaron los indicadores de
mantenimiento: Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad.
20
Fig. 1.4 Factor de Servicio para el Área de Molienda y Compactación
1.5 Análisis de Criticidad
Es una metodología que permite jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en
función de su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones. Para realizar un
análisis de criticidad se debe: definir un alcance y propósito para el análisis, establecer los
criterios de evaluación y seleccionar un método de evaluación para jerarquizar la selección de
los sistemas objeto del análisis.
21
Desde el punto de vista matemático la criticidad se puede expresar como:
Criticidad = Frecuencia x Consecuencia (1.7)
Donde la frecuencia está asociada al número de eventos o fallas que presenta el sistema
o proceso evaluado y la consecuencia está referida con: el impacto y flexibilidad operacional,
los costos de reparación y los impactos en seguridad y ambiente. En función de lo antes
expuesto se establecen como criterios fundamentales para realizar un análisis de criticidad los
siguientes:
• Seguridad
• Ambiente
• Producción
• Costos (operacionales y de mantenimiento)
• Tiempo promedio para reparar
• Frecuencia de falla.
¿Cuándo se debe aplicar Análisis de Criticidad?
Un Análisis de Criticidad se debe aplicar cuando estén presentes los siguientes
requerimientos:
• Establecer líneas de acciones prioritarias en sistemas complejos.
• Solventar problemas con pocos recursos.
• Determinar el impacto global de cada uno de los sistemas, equipos y componentes presentes en el negocio.
• Aplicar las metodologías de confiabilidad operacional
• Crear valor.
22
En la figura 1.5 se muestra la tabla de criterios fundamentales que se deben tomar en
cuenta para elaborar un análisis de criticidad para un sistema, subsistema o equipo.
Fig. 1.5 Valores de Criticidad (Guía de Criticidad)
GERENCIA DE PLANIFICACION DE MANTENIMIENTOSUPERINTENDENCIA DE CONFIABILIDAD OPERACIONALTABLA DE VALORES DE CRITICIDAD
Puntaje1346
Puntaje CRUDO GAS GABARRAS/OTROS 0 - 100 bbl / día 0 - 0.2 MMPCN / día Menos de 10 MMBS 1 101 - 1000 bbl / día 0.2 - 20 MMPCN / día 11 - 23 MMBs 2 1001 - 5000 bbl / día 20 - 100 MMPCN / día 23 - 40 MMBs 4 5001 - 10000 bbl / día 100 - 200 MMPCN / día 40 - 60 MMBs 6 10001 - 20000 bbl / día 200 - 400 MMPCN / día 60 - 80 MMBs 9 Mas de 20000 bbl / día Mas de 400 MMPCN / dia 80 - 100 MMB 12
Puntaje1246
Puntaje0.050.300.500.80
1Puntaje
35
1025
Puntaje350
Puntaje300
Puntaje05
1020
Formula de Criticidad: { ( Nivel Prod.*TPPR*Imp. Prod. ) + Costo Rep. + Imp. Seg. + Imp. Amb. + Imp. Satis. Clit. } * Frec. Falla
Formula de Criticidad: { ( Nivel Prod.*TPPR*Imp. Prod. ) + Costo Rep. + Imp. Seg. + Imp. Amb. } * Frec. Falla
Formula de Criticidad: { Costo Rep. + Imp. Seg. + Imp. Amb. + Imp. Satis. Clit. } * Frec. Falla
2.7.- IMPACTO SATISFACCION AL CLIENTENo aplica
Alta
25% de Impacto 50% de Impacto 75% de Impacto
SI
Menos de 25 MMBs
NO
Mas de 100 MMBs
Entre 4 y 8 horas Entre 9 y 24 horas
2.5.- IMPACTO EN LA SEGURIDAD PERSONAL ( Cualquier tipo de daños, heridas, fatalidad ) SI
2.3.- IMPACTO EN PRODUCCIÓN ( por falla )
2.6.- IMPACTO AMBIENTAL ( Daños a terceros, fuera de la instalación )
Entre 25 - 50 MMBs Entre 51 - 100 MMBs
No Afecta Producción
La Impacta Totalmente2.4.- COSTO DE REPARACION
NO
2.1.- NIVEL DE PRODUCCIÓN ( de la Instalación )
2.- IMPACTO OPERACIONAL ASOCIADO:
2.2.- TIEMPO PROMEDIO PARA REPARAR ( TPPR ) Menos de 4 horas
BajaMedia
GUIA DE CRITICIDAD1.- FRECUENCIA DE FALLA (todo tipo de falla)
.- Entre 2 y 12 por año .- Entre 13 y 52 por año
.- No más 1 por año
Mas de 24 horas
.- Mas de 52 por año ( Mas de 1 interrupción semanal )
23
En la fig. 1.6 se muestra un gráfico de barras con los resultados de un análisis de
criticidad para un sistema de equipos, donde se puede observar las tres zonas de criticidad y en
la figura 1.7 se observa un modelo básico de criticidad, donde se describe paso a paso como se
debe elaborar el análisis de criticidad.
Fig. 1.6 Gráfico de resultados de un análisis de criticidad
Fig. 1.7 Modelo Básico de Criticidad
ESTABLECIMIENTO DE CRITERIOS
SELECCIÓN DEL MÉTODO
APLICACIÓN DE PROCEDIMIENTO
LISTA JERARQUIZADA
CAPÍTULO II
ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD
Para elaborar el análisis de confiabilidad y disponibilidad el primer paso radica en la
recopilación de los datos de fallas, incluyendo el tiempo entre fallas (TEF) y los tiempos para
reparar (TPR) obtenidos del repositorio de datos de CVG Venalum denominado DATA
WARE HOUSE en el lapso comprendido entre Enero 2005 y Diciembre de 2006. Estos datos
aparecen reflejados en la tabla 2.1 en sus dos partes del presente capítulo.
Tabla 2.1 Tiempo Entre Fallas (TEF) para el Triturador de cono H 7.1
n TEF N TEF n TEF n TEF
1 0,0075 2 0,01053241 3 0,01388889 4 0,01388889
5 0,02703704 6 0,02773148 7 0,02777778 8 0,03
9 0,04166667 10 0,0675463 11 0,06944444 12 0,07594907
13 0,0834838 14 0,08479167 15 0,09142361 16 0,09375
17 0,10416667 18 0,10763889 19 0,125 20 0,12847222
21 0,13134259 22 0,13541667 23 0,15443287 24 0,17013889
25 0,17708333 26 0,17847222 27 0,18125 28 0,18402778
29 0,18958333 30 0,20138889 31 0,20833333 32 0,23263889
33 0,23710648 34 0,24305556 35 0,24305556 36 0,24652778
37 0,24700231 38 0,24753472 39 0,25625 40 0,26924769
41 0,30216435 42 0,30517361 43 0,31752315 44 0,31944444
45 0,33333333 46 0,33888889 47 0,34253472 48 0,34467593
49 0,34498843 50 0,35229167 51 0,35271991 52 0,35732639
53 0,36790509 54 0,37020833 55 0,37337963 56 0,375
25
Tabla 2.1 Tiempo Entre Fallas para el Triturador de Cono H 7.1 (continuación)
n TEF N TEF n TEF n TEF
57 0,38809028 58 0,41157407 59 0,41792824 60 0,42116898
61 0,43541667 62 0,45833333 63 0,4694213 64 0,49583333
65 0,49753472 66 0,50768519 67 0,51207176 68 0,51668981
69 0,51668981 70 0,52326389 71 0,53166667 72 0,53570602
73 0,55114583 74 0,55905093 75 0,56364583 76 0,58136574
77 0,60953704 78 0,61496528 79 0,64063657 80 0,6412037
81 0,66565972 82 0,67013889 83 0,67228009 84 0,68125
85 0,69137731 86 0,73611111 87 0,75346065 88 0,79287037
89 0,81416667 90 0,8394213 91 0,84034722 92 0,86805556
93 0,89888889 94 0,91484954 95 0,95005787 96 0,95138889
97 0,95844907 98 1,0625 99 1,06734954 100 1,11111111
101 1,11319444 102 1,12984954 103 1,13471065 104 1,13541667
105 1,13775463 106 1,15046296 107 1,17707176 108 1,18524306
109 1,21719907 110 1,23611111 111 1,3115625 112 1,3125
113 1,33568287 114 1,34777778 115 1,38253472 116 1,38958333
117 1,40277778 118 1,40938657 119 1,41075231 120 1,42291667
121 1,45320602 122 1,45703704 123 1,47292824 124 1,4925
125 1,51189815 126 1,51724537 127 1,5321875 128 1,53515046
129 1,54861111 130 1,55518519 131 1,57335648 132 1,58114583
133 1,62420139 134 1,64505787 135 1,65315972 136 1,69115741
137 1,69488426 138 1,70332176 139 1,71509259 140 1,73793981
141 1,79166667 142 1,79314815 143 1,8018287 144 1,81078704
145 1,89583333 146 1,99652778 147 2,01597222 148 2,05380787
149 2,07777778 150 2,08792824 151 2,1787037 152 2,29930556
153 2,37445602 154 2,46458333 155 2,47916667 156 2,63087963
157 2,64994213 158 2,77916667 159 2,94891204 160 2,97916667
161 3,01649306 162 3,02217593 163 3,06552083 164 3,08956019
165 3,13171296 166 3,30923611 167 3,33268519 168 3,38997685
169 3,56121528 170 3,56746528 171 3,64196759 172 3,74145833
173 3,85138889 174 3,91887731 175 4,08680556 176 4,09368056
177 4,13813657 178 4,16762731 179 4,21296296 180 4,26894676
181 4,48005787 182 4,7105787 183 4,86489583 184 4,88394676
26
Tabla 2.1 Tiempo Entre Fallas para el Triturador de Cono H 7.1 (continuación)
n TEF N TEF n TEF n TEF
185 4,88689815 186 5,16666667 187 5,36111111 188 5,39583333
189 5,58415509 190 5,59375 191 5,66150463 192 5,77222222
193 6,07209491 194 6,11020833 195 6,59722222 196 6,77083333
197 6,84502315 198 6,8455787 199 7,11049769 200 7,66603009
201 7,79337963 202 8,39583333 203 8,63417824 204 8,87266204
205 8,98869213 206 9,10586806 207 9,19417824 208 9,23938657
209 9,47708333 210 9,52923611 211 9,904375 212 10,3961343
213 10,4598727 214 10,5444444 215 11,2618056 216 11,5087616
217 12,2435995 218 12,4124074 219 12,5510069 220 13,2083333
221 13,904375 222 13,9737963 223 14,1402199 224 14,6028241
225 14,6854167 226 19,4583333 227 22,3805787 228 28,9817477
229 29,9541667
2.1 Cálculo de Confiabilidad R(t)
Para realizar el cálculo de confiabilidad se tomó como herramienta la curva de
Weibull, se obtuvieron los valores para “β” (Beta), “η”(Eta), Dmáx (Desviación máxima de
la curva), TEF (Tiempo entre Fallas) y (K-S) (número de Kolmogorov Smirnof), el valor de la
confiabilidad obtenida es para todo el subsistema, es decir se hizo en forma global. Estos
resultados aparecen tabulados en la tabla 2.2 denominada parámetros de confiabilidad del
triturador de cono H 7.1.
Tabla 2.2 Parámetros de confiabilidad del triturador de cono aplicando Weibull
PARAMETROS VALOR OBTENIDO
CANTIDAD DE FALLAS 229
BETA (β) 0,7541
ETA (η) 2,1581 DIAS
DESVIACION MAXIMA (DMAX) 0,0644
NÚMERO DE KOLMOGOROV (K-S) 0,0899
TIEMPO MEDIO ENTRE FALLA (TMEF) 3,0879 DIAS
27
Si se designa la confiabilidad de un sistema como:
R(t) = 1-F(t) = e-((t –ð)/ η) β (2.1)
Donde t = TMEF (2.2)
t es un tiempo puntual
ð = 0 tenemos:
R (TMEF) = e(TMEF/ η) β (2.3)
Luego sustituyendo los valores de TMEF, η y β en (2.3) obtenemos el valor de la
confiabilidad R(3)
R (3) = e- (3/2.1165)0.77 = 26.86%.
Finalmente utilizando los datos obtenidos para la confiabilidad y el tiempo (t) se
elabora la gráfica confiabilidad en función del tiempo que se puede visualizar en la siguiente
figura 2.1.
Grafica de Confiabilidad
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
Tiempo en días
Conf
iabi
lidad
Fig. 2.1 Confiabilidad R(t) Vs. Tiempo (t) para el triturador de cono H 7.1
28
2.2 Cálculo de Disponibilidad D (t)
Para determinar la disponibilidad para el triturador de cono debemos utilizar los
tiempos entre fallas (TEF) y los tiempos para reparar (TPR) tal como se visualiza en la
ecuación (2. 4).
D (t) = TMEF / (TMEF + TMPR) (2.4)
Donde “TMEF simboliza el tiempo medio entre fallas y “TMPR” el tiempo medio para
reparar.
TMEF = Σ TEFi / N (2.5)
Donde “TEFi” define el tiempo del intervalo de falla y “N” el número de intervalos de
fallas, TMPR = Σ TPR / m (2.6)
Donde “TPR define el tiempo para reparar y “m” el número de intervalos de
reparación. D = 3,0033 Días / (3,0033 +0.091877) = 98.80 % Entonces la Disponibilidad
D= 98,80 %.
Los tiempos para reparar los podemos visualizar en la tabla 2.3.
Tabla. 2.3 Tiempo para reparar (TPR) el triturador de cono H 7.1
n TPR n TPR n TPR n TPR
1 0,00148148 31 0,01666667 61 0,025 91 0,0315625
2 0,00302083 32 0,01702546 62 0,025 92 0,03194444
3 0,00555556 33 0,01805556 63 0,02527778 93 0,03194444
4 0,00671296 34 0,01805556 64 0,02590278 94 0,0321875
29
Tabla 2.3 tiempos para reparar (TPR) del triturador de cono H 7.1 (continuación)
n TPR n TPR n TPR n TPR
5 0,00694444 35 0,01862269 65 0,02613426 95 0,0325463
6 0,00756944 36 0,01884259 66 0,02638889 96 0,03263889
7 0,00763889 37 0,01913194 67 0,02638889 97 0,03263889
8 0,00763889 38 0,02018519 68 0,02663194 98 0,03287037
9 0,00763889 39 0,0203588 69 0,02697917 99 0,03297454
10 0,00818287 40 0,02047454 70 0,02744213 100 0,03333333
11 0,00902778 41 0,02048611 71 0,02766204 101 0,03336806
12 0,01041667 42 0,02083333 72 0,02777778 102 0,03362269
13 0,01041667 43 0,02083333 73 0,02777778 103 0,03363426
14 0,01041667 44 0,02083333 74 0,02777778 104 0,03365741
15 0,01041667 45 0,02083333 75 0,02777778 105 0,03377315
16 0,01072917 46 0,02083333 76 0,02777778 106 0,03402778
17 0,01084491 47 0,02131944 77 0,02777778 107 0,03402778
18 0,01103009 48 0,02152778 78 0,02814815 108 0,03434028
19 0,0112037 49 0,02152778 79 0,02826389 109 0,03462963
20 0,01180556 50 0,02222222 80 0,0290625 110 0,03469907
21 0,01193287 51 0,02222222 81 0,02969907 111 0,03472222
22 0,01321759 52 0,02232639 82 0,03002315 112 0,03472222
23 0,01337963 53 0,02287037 83 0,03006944 113 0,03472222
24 0,01365741 54 0,02302083 84 0,03049769 114 0,03472222
25 0,01388889 55 0,02366898 85 0,03082176 115 0,03488426
26 0,01388889 56 0,02430556 86 0,03125 116 0,03579861
27 0,01388889 57 0,02430556 87 0,03125 117 0,03603009
28 0,01609954 58 0,02431713 88 0,03125 118 0,03611111
29 0,0162037 59 0,02456019 89 0,03125 119 0,03640046
30 0,01622685 60 0,0246875 90 0,03125 120 0,03680556
121 0,03747685 151 0,04825231 181 0,0784838 211 0,15277778
122 0,03766204 152 0,04900463 182 0,07856481 212 0,1702662
123 0,0378588 153 0,05170139 183 0,07878472 213 0,19059028
124 0,038125 154 0,05180556 184 0,07986111 214 0,20284722
125 0,03819444 155 0,05203704 185 0,08143519 215 0,2522338
126 0,03819444 156 0,05208333 186 0,08333333 216 0,31361111
127 0,03837963 157 0,05208333 187 0,08333333 217 0,32614583
30
Tabla 2.3 tiempos para reparar (TPR) del triturador de cono H 7.1 (continuación)
n TPR n TPR n TPR n TPR
128 0,03873843 158 0,05208333 188 0,08587963 218 0,33869213
129 0,03880787 159 0,05222222 189 0,08658565 219 0,35486111
130 0,03936343 160 0,05304398 190 0,08680556 220 0,4071875
131 0,0397338 161 0,05347222 191 0,08790509 221 0,46180556
132 0,04027778 162 0,05416667 192 0,08791667 222 0,50505787
133 0,04027778 163 0,05418981 193 0,09166667 223 0,64711806
134 0,04116898 164 0,05730324 194 0,09865741 224 0,77777778
135 0,04158565 165 0,05972222 195 0,09868056 225 0,79663194
136 0,04166667 166 0,06175926 196 0,10114583 226 1,01736111
137 0,04166667 167 0,0625 197 0,10199074 227 1,15972222
138 0,04166667 168 0,0625 198 0,10833333 228 1,24671296
139 0,04166667 169 0,06291667 199 0,11180556 229 2,74722222
140 0,04166667 170 0,0631713 200 0,11391204 230
141 0,04166667 171 0,06364583 201 0,11458333 231
142 0,04284722 172 0,06388889 202 0,11496528 232
143 0,04373843 173 0,06552083 203 0,12083333 233
144 0,04378472 174 0,06929398 204 0,12152778 234
145 0,04381944 175 0,0709838 205 0,12291667 235
146 0,04513889 176 0,07291667 206 0,12612269 236
147 0,04513889 177 0,07291667 207 0,12777778 237
148 0,04513889 178 0,07361111 208 0,13883102 238
149 0,04513889 179 0,07439815 209 0,14930556 239
150 0,04515046 180 0,0753125 210 0,15138889 240
CAPÍTULO III
ANÁLISIS DE CRITICIDAD Y AMEF
El análisis de criticidad es uno de los análisis más importante y completo que se aplica
a equipos, sistemas subsistemas y bloques en el área de mantenimiento industrial, ya que
engloba en un solo número a través de productos y sumas los parámetros de mantenimiento.
Para la elaboración de un análisis de criticidad es de gran importancia la opinión del
personal del área usuaria quien posee la experticia y conoce el equipo los modos de falla, ya
que dependiendo de los criterios utilizados se va a determinar cual de estos equipos, sistemas,
subsistemas y bloques poseen alta mediana y baja criticidad.
3.1 Análisis de Pareto
Para la elaboración del análisis de pareto se tomó la data de fallas de cada uno de los
bloques que conforman el subsistema triturador de cono (20-16-08-0), el mismo lapso que se
tomó para el cálculo de confiabilidad y disponibilidad, dicha frecuencia de fallas se ordenó de
mayor a menor tal como se evidencia conjuntamente en la tabla 3.1 y en la figura 3.1.
Tabla 3.1 Fallas Promedio del Triturador de Cono H 7.1
S U B S I S T E M A S P R I N C I P A L E SF R E C U E N C I A D E
F A L L A( f a l l a / a ñ o )
% F r e c u e n c i a d e f a l l a
% F r e c u e n c i a d e f a l l a a c u m u l a d a
2 0 - 1 6 - 0 8 - 3 : S U B S I S T E M A C O N O G I R A T O R I O P A R A M O L I E N D A D E C A B O S Y D E S E C H O S V E R D E 8 4 , 5 0
7 0 % 7 0 %
2 0 - 1 6 - 0 8 - 1 : M O T O R D E 1 2 6 K W D E A C C I O N A M I E N T O D E L C O N O G I R A T O R I O 1 5 , 0 0
1 2 % 8 3 %
2 0 - 1 6 - 0 8 - 2 : T U R B O A C O P L A M I E N T O T V A P A R A M O T O R Y C O N O G I R A T O R I O 1 1 , 0 0
9 % 9 2 %
2 0 - 1 6 - 0 8 - 5 : B O M B A D E E N G R A N A J E S H 7 . 2 D E T R I T U R A D O R D E C O N O 6 , 5 0
5 % 9 7 %
2 0 - 1 6 - 0 8 - 4 : M O T O R 7 , 5 K W D E B O M B A D E E N G R A N A J E S H 7 , 2 D E L U B R I C A C I O N D E L T R I T U R A D O R D E C O N O 3 , 5 0
3 % 1 0 0 %
2 0 - 1 6 - 0 8 - 9 : T A N Q U E D E A C E I T E D E B O M B A D E L U B R I C A C I Ó N 0 , 0 0
0 % 1 0 0 %
32
0
20
40
60
80
100
120
140
Bloques
Num
ero
de F
alla
s
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
Frec
uenc
ia A
cum
ulad
a
Fig. 3.1. Diagrama de Pareto Fallas promedio del Triturador de Cono H 7.1
3.2 Criticidad del Triturador de Cono H 7.1
Los criterios para determinar cuales son los bloques del triturador de cono que poseen
alta, mediana y baja criticidad fueron elaborados por el personal de ingeniería de
mantenimiento conjuntamente con el personal experto de operaciones y mantenimiento de la
superintendencia de molienda y compactación, dichos criterios se muestran en la tabla 3.2.
Tabla 3.2 Criterios para Determinar Alta, Mediana y Baja Criticidad
Criticidad Rango de Valores
Alta Criticidad C ≥ 20
Mediana Criticidad 10 < C < 20
Baja Criticidad C ≤ 10
33
En la tabla 3.3 se pueden observar los resultados de criticidad, que se obtuvieron
tomando en cuenta los criterios allí descritos, posteriormente en la figura 3.3 se pueden
observar los bloques pertenecientes al triturador de cono que presentaron alta, mediana y baja
criticidad.
Tabla 3.3. Resultados de Criticidad Para el Triturador de Cono H 7.1
BLOQUES PRINCIPALES NIVEL PRODUCCIÓN
(Ptos)TPR
(Ptos)
IMPACTO PRODUCCIÓN
(Ptos)
COSTOS REPARACIÓN
(Ptos)
IMPACTO A SEGURIDAD
(Ptos)
IMPACTO AMBIENTAL
(Ptos)
IMPACTO SATISFACCIÓN AL
CLIENTE(Ptos)
FRECUENCIA DE FALLA
(Ptos)CRITICIDAD
20-16-08-1: MOTOR PRINCIPAL DE126 KW 0,8 4 3 0,5 0 0 0,5 1 11
20-16-08-2: TURBO ACOPLAMIENTO TVA 650 0,8 4 3 0,8 0 10 0,5 1 21
20-16-08-3: CONO MOVIL GIRATORIO
0,8 4 3 0,8 0 0 0,5 5 55
20-16-08-4: MOTOR 7,5 KW DE LA BOMBA DE ENGRANAJES H 7,2 0,8 4 3 0,2 0 0 0,5 1 10
20-16-08-5: BOMBA DE ENGRANAJES H 7.2 0,8 1 3 0,2 0 0 0,5 1 3
20-16-08-9: TANQUE DE ACEITE DEBOMBA DE LUBRICACIÓN
0,8 1 3 0 10 0 0,5 1 13
Triturador de Cono H 7.1
CRITICIDAD SUBSISTEMAS DEI TRITURADOR DE CONO H 7.1
55
21
1311 10
3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
20-1
6-08
-3:
SUB
SIST
EMA
CO
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GIR
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RA
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DE
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20-1
6-08
-2: T
UR
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20-1
6-08
-9: T
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20-1
6-08
-1: M
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20-1
6-08
-4: M
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R7,
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ENG
RA
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JES
H7,
2 D
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20-1
6-08
-5: B
OM
BA
DE
ENG
RA
NA
JES
H7.
2 D
E TR
ITU
RA
DO
RD
E C
ON
O
SUBSISTEMAS
PUN
TUA
CIÓ
N .
Fig. 3.2 Criticidad Para Bloques del Triturador de Cono H 7.1
Alta Criticidad
Mediana Criticidad
Baja Criticidad
34
Como puede apreciarse al comparar el análisis de pareto elaborado para los bloques del
triturador de cono con el análisis de criticidad elaborado para los mismos bloques, se aprecia
que algunos de los bloques que en el análisis de pareto presentaron una tasa alta de fallas en el
análisis detallado de criticidad no resultaron ser críticos, como es el caso de la bomba de
engranajes para lubricación (20-16-08-5).
3.3 Análisis de Repuestos Críticos y Estratégicos del Triturador de Cono H 7.1
Para elaborar un análisis de repuestos críticos se hace necesario tomar en cuenta que en
CVG Venalum los repuestos críticos son aquellos que se utilizan al momento de ejecutar el
mantenimiento correctivo es decir, al momento de corregir una falla o imprevisto, este tipo de
repuesto puede llegar a parar el equipo. En cambio los repuestos estratégicos son aquellos que
se utilizan al momento de ejecutar el mantenimiento preventivo o planificado, se cambian cada
cierto período de tiempo con una frecuencia preestablecida.
Además para hacer una selección de estos tipos de repuestos se debe tomar en cuenta
las recomendaciones del fabricante, la opinión del personal experto del área usuaria, las
condiciones de trabajo de los mismos si coincide con las condiciones para las cuales fueron
diseñados.
En CVG Venalum tanto los repuestos críticos como los estratégicos (ver tabla 3.4 y
3.5), poseen gran importancia puesto que dependiendo de su existencia en almacén se
cumplirá con los planes de mantenimiento preventivo, rutinario y programado y adicional a
estos con los planes de producción de la gerencia de carbón.
Tabla 3.4 Repuestos Críticos del Triturador de Cono H 7.1
Código de Almacén Descripción
Cantidad Requerida por Equipo
4000000241 Tornillo + Tuerca de Fijación del Cono Móvil 56 x 250 16
4000000776 Tuerca 56 MA 16
4000003238 Motor de 126 Kw 01
4000003313 Motor de 9.5 Kw 01
4000003408 Conmutador de Nivel 01
4000007577 Válvula Sobre Presión Z4742-100 01
35
Tabla 3.4 Repuestos Críticos del Triturador de Cono H 7.1 (Continuación)
Código de Almacén Descripción
Cantidad Requerida por Equipo
4000010219 Filtro Hidráulico Para Cada Elemento 02
4000012035 Pieza Convexa 301/15 Para el Triturador H 7.1 01
4000015916 Piñón y Corona D/Const.15 02
4000015922 Barra de Torsión 01
4000015923 Cubo Dentado Freno del Triturador 01
4000015999 Conjunto de Accionamiento Excéntrico Grupo Nº 14 01
4000016000 Cono de Trituración Completo 01
4000016001 Cono D Recubierto con Baby 01
4000016011 Cono Tipo B, Pos. 2 , N.P EL-455-11 01
4000016014 Juego de Anillo Laberinto Inferior 02
4000016073 Tapón de Seguridad 140 C 01
4000016078 Bomba de Aceite Tipo Nuz/105F 01
4000016088 Tamiz para Filtro Doble del Triturador de Cono 02
4000016802 Suiche de Presión Diferencial 01
4000016919 Termómetro de 0-100 ºC 01
4000016919 Termostato 24742-24 301/1 01
40000019556 Acople L110 Bomba 01
Tabla 3.5 Repuestos Estratégicos del Triturador de Cono H 7.1
Código de Almacén Descripción
Cantidad Requerida por Equipo
4000019586 Turbo Acople 650 TVA 01
4000010533 Rodamiento para el Motor Principal Nº 6219 C3 01
4000010671 Rodamientos Rígidos de una Hilera de Bolas 02
4000011097 Rodamiento Para Motor Secundario Nº 219 C3 01
4000011169 Rodamiento de Rodillos Cilíndricos Nº 22326 C/C3 01
4000011657 Estopera de Dimensiones 140x180x15 Nº NB- 821 01
4000011684 Estopera de Dimensiones 40x62x10 RETA 40x62 02
4000011764 Estopera de Dimensiones 170x200x15 02
36
Tabla 3.5 Repuestos Estratégicos del Triturador de Cono H 7.1 (Continuación)
Código de Almacén Descripción
Cantidad Requerida por Equipo
4000012031 Rodamiento Axial de Bolas 01
4000012032 Estopera de Dimensiones 18x125x16 B2 02
4000012033 Estopera de Dimensiones120x150x15 Forma” A” 01
4000015914 Eje posición 4 Grupo D Nº 13 del Triturador de Cono 01
4000015915 Anillo de Retención Externo de Diámetro 12 mm 01
4000015919 Conjunto de Resortes Anular Compuesto (cartucho) 01
4000015924 Anillo de Retención Interno Diámetro 20 mm 01
4000015925 Anillo de Retención Externo Diámetro 56 mm 01
4000015926 Plato Central Cóncavo Posición 14 Grupo D 01
4000015950 Tamiz Primario Posición 4 Grupo D 01
4000016004 Tuerca Hidráulica Para el triturador de Cono 01
4000016005 Engrasador Plano R1/4 15
4000016006 Tornillo Cilíndrico 20MAx 110M 16
4000016009 Tolva de Carga Grupo D Nº 21 01
4000016077 Juego de Cojinetes Para Bomba Tipo UN 01
4000016078 Empacadura Juntas y Sellos Posición 21 y 41 01
4000016080 Juego de Engranajes Nº BA-455-065 01
4000016081 Muelle Posición 40 Para Bomba NU2/105f 01
4000016919 Manómetro de Rango 0-100 Psi 01
4000011686 Estopera de Dimensiones 40x62x10 Forma A Tipo AD 01
4000019763 Juego de Gomas Para Acople N-EU 08
3.4 Aplicación de AMEF a los Bloques Críticos del Triturador de Cono H 7.1
Tomando en cuenta los resultados de criticidad tabulados en la tabla 3.3 se evidencia
que los bloques que conforman el triturador de cono que presentan alta criticidad son el cono
móvil giratorio (20-16-08-3) y el turbo acople TVA 650 (20-16-08-2), seguidos de los bloques
semicríticos tales como el tanque de aceite de la bomba de lubricación (20-16-08-9), el motor
principal de 126 KW (20-16-08-1) y el motor de la bomba de engranajes (20-16-08-4).
37
El AMEF se aplicó a los bloques que presentaron mayor criticidad como se evidencia
en las tablas 3.6 y 3.7. Para el caso del cono móvil se detallan varias causas de fallas que
afectan el proceso de trituración de cabos, entre las cuales la que presenta mayor ocurrencia en
las ODT correctivas en el sistema SIMA es la denominada triturador bloqueado. Esta falla
puede ocurrir por dos razones; por sobrealimentación del triturador o por suministro de
material ferroso que no puede triturar el equipo puesto que no está diseñado para este fin.
Para el caso del turbo acople TVA 650 la falla que presenta mayor severidad es la
denominada turbo acople dañado y esto se presenta en pocas ocasiones lo que indica que es
una falla de baja ocurrencia. Asimismo la que presenta mayor ocurrencia según el sistema
SIMA es la falla denominada fuga por estopera del turbo acople. Otra falla que presentó
también alta ocurrencia es la denominada fusible mecánico del turbo acople dañado. Falla esta
que relaciona al cono móvil con el turbo acople, debido a que se genera cuando el triturador
está bloqueado o atascado es decir, el turbo acople sigue funcionando y el aceite se calienta
hasta que alcanza una temperatura de 110º C a cuya temperatura se dispara el fusible mecánico
ocasionando la pérdida de aceite del turbo acople.
Tabla 3.6 AMEF Para el Cono Móvil (20-16-08-3)
MODO DE LA
FALLA FALLA FUNCIONAL EFECTO DE LA FALLA O S D IPR
SIMA 20-16-08-3
Cono Móvil
Triturar cabos ydesechos verdes,para obtener la
1. bloqueo total del equipo
1.1Triturador no tritura 1.1 No hay producción de cabo molido
Vigilancia de los indicadores de amperaje. 10 8 6 480
Supervisar que los valores de amperaje se mantengan en el rango permitido.
1.2 Soltura mecánica en los tornillos de la campana.
1.2 Material fuera de especificación Cumplimiento del plan de rutina( inspección y ajuste).utilizar las herramientas, tornillería y torque adecuado
5 4 4 80
Elaborar plan de mantenimiento predictivo, donde se mida la vibración entre los asientos y la base del triturador.
1.5 El rache no Acciona 1.5 El cono no tritura el material de cabo
Mantenimiento preventivo y de rutina
3 7 7 147
Verificar que el cono móvil no tenga movimiento rotativo,debe tener moviento oscilante.
1.3 Actuación del sensor detemperatura, Sensor Dañado,Bajo flujo de aceite
1.3 Daño en los cojinetes de babit. Inspeccion del intercambiador de calor,comparando los flujochequeo de sensor 3 7 7 147
Debe vigilarse que la presión de servicio oscile entre 4 y 6 Bar.
2. Perdida de calibración
1.4 El volante del triturador se descalibra
1.4 La campana superior del cono se levanta, baja eficiencia
Debe garantizarse que las cribas involucradas esten funcionando correctamente.
6 7 6 252Ejecutar rutinas de verificación y calibración del volante del triturador de cono.
3. Perdida de elasticidad
2.1 Resorte de cartucho dañado (comprimido)
2.1 Descalibración del volante del triturador de cono, deficiencia en la granulometría requerida.
Cumplimiento de los planes de Mtto preventivo y de rutina. 3 7 8 168
Vigilar que no entre al molino materiales que no se pueden triturar, colocar separadores magnéticos en la cinta transportadora H 4.1
4. Contaminacion del panel con porlvo de coque
3.1 Falla en sistema de control (PLC)
3.1 Pérdida completa de la función del Grupo H
Mantenimiento de PLC y páneles de control
3 6 4 72
Evaluar las condiciones ambientales del aireacondicionado de sala de control , verificar niveles deautoprotección del PLC. Rutina de limpieza internacada 30 días
5. Falla del intercambiador de calos
3.2 Falla en la bomba de reciculación de aceite por alta temperatura
3.2 se dispara motor que acciona la bomba de reciculación .
Chequear vizcosidad del aceite y posición de la bandeja de recirculación 5 6 7 210
Incrementar las inspecciones y el mantenimiento rutinario.
6. Campana con defectos de fabricacion
4.1 Campana superior con desgaste prematuro
4.1 Granulometría no adecuada, presencia de materiales extraños tales como yugos y granallas.
Inspección con supervisores de operaciones y mantenimiento
3 7 7 147
Vigilar que las cribas que intervienen en el proceso se mantengan calibradas y que el tamaño del grano que entra no exceda alos 250 mm
7. Perdida de aislamiento
4.2 Motor con bajo aislamiento 4.2 Motor quemado Rutina cada Tres (3) meses de megado de motores 2 7 4 56
Ejecutar rutinas cada dos (2) meses de megado de motores, Ejecutar rutinas semanal de limpieza de motores.
8. Falla por sobrecarga de material
5.1 Triturador sobrealimentado 5.1 Triturador atascado, cono descalibrado exceso de rechazo en criba H13
No se viene ejecutando la supervisión respectiva, por parte de operaciones
6 8 4 192
Garantizar la alimentación adecuada y vigilar que el volante este graduado para que salga un tamaño de grano 15 mm.
AJUSTE Y AFINACIONEVALUACIONDESCRIPCIÓN O
NÚMERO DE EQUIPO EN EL SIMA
FUNCIÓNFALLA POTENCIAL
CONTROLES ACTUALES
38
Tabla 3.7 AMEF Para el Turbo Acople (20-16-08-2)
MODO DE LA FALLA FALLA FUNCIONAL EFECTO DE LA FALLA O S D IPR
1. Desgaste 1.1 No transmite potencia 1.1 No ocurre trituracion Chequear nivel de aceite ce turboacople 2 8 6 96
Cumplimiento de la rutina de lubricación, e inspección visual nivel de aceite del turboacople.
2. Bloqueo del cono movil
2.1 Sobrecarga en la linea de transmisión hidraulica entre turboacoplamiento y cono móvil.
2.1 Incremento de la temperatura del aceite y por ende disparo del térmico o fusible mecánico.
Chequear la temperatura del aceite del turbo acople.
3 4 4 48
Verificar que la temperatura del aceite no llegue a120º C, veificar que la bailarina este funcionando correctamente.
3. desgaste 3.1 Fuga por estopera del turboacople.
3.1 Baja el nivel de aceite del turboacople y por ende sube la temperatura.
Inspección periódica de estopera del turboacople. 7 3 3 63
Garantizar que las estopera que se cambien sean dóptima calidad, es decir de marcas reconocidas.
4. Defecto de fabricacion
4.1 Turbina con fisuras y desgaste prematuro.
4.1 No se transmite la potencia requerida al titurador de cono.
En este momento no se llevan controles de la potencia que entrega el turboacople al triturador de cono
2 7 4 56
Verificar que la potencia que entrega el turboacopal triturador de cono sea 126 KW o muy serca, verificar las curvas de funcionamiento del turboacople.
5. Error de servicio
5.1 Viscosidad del aceite del turboacople no es la adecuada.
5.1 Problemas en la caja de engranaje sistema piñón corona.
Verificar que el aceite utilizado cumpla con las especificaciones del cliente
2 7 7 98Utilizar el aceite adecuado para el normal funcionamiento del turboacopleTVA 650.
Transmitir potencia altriturador decono H 7.1
SIMA 20-16-8-2Turboacoplamiento TVA 650 para motor y triturador de cono
H 7.1
AJUSTE Y AFINACIÓN
DESCRIPCIÓN O NÚMERO DE
EQUIPO EN EL SIMA
FUNCIÓNFALLA POTENCIAL
CONTROLES ACTUALESEVALUACIÓN
CAPÍTULO IV
DISEÑO DE MODELO DE MANTENIMIENTO
4.1 Modelo de Mantenimiento
El modelo de mantenimiento desarrollado para el triturador de cono H 7.1 está basado
en el AMEF y en los cinco (5) principios fundamentales de mantenimiento que están
implícitos en el sistema integral de mantenimiento del aluminio (SIMA) y en dos
procedimientos de la empresa CVG Venalum, 10.01.02 (planificación y programación del
mantenimiento en equipos industriales) y 10.01.03 (ejecución del mantenimiento en equipos
industriales) los podemos denotar de la siguiente manera:
• Mantenimiento Correctivo
• Mantenimiento Predictivo
• Mantenimiento Preventivo
• Mantenimiento Programado
• Mantenimiento de Rutina (Inspección, limpieza, lubricación y ajustes).
• Módulo de Mejoras
El primer tipo de mantenimiento actúa una vez que ocurre la falla, mientras que los
cuatros últimos están orientados a prevenir las fallas antes de que esta ocurra.
Para la elaboración de este modelo se tomaron en cuenta todas las actividades
previamente realizadas, entre otros:
40
• Definición de los bloques del triturador de cono H 7.1.
• Revisión y procesamiento de la información (Data Ware House.)
• Análisis de confiabilidad y disponibilidad.
• Aplicación de análisis de criticidad para los bloques del triturador de cono H7.1
• Aplicación de análisis AMEF a bloques críticos de triturador de cono H7.1.
• Definición de las soluciones. Implantación y pruebas
Este modelo se observa en la figura 4.1 en sus cinco (5) partes.
4.1.1 Módulo de Mejoras
El Módulo de mejoras se aplicará particularmente al subsistema triturador de Cono.
A continuación se expondrá una visión de las herramientas aplicadas en este módulo
de mejoras aplicado al subsistema triturador de Cono.
Análisis de criticidad: Fue la herramienta inicial empleada en el Módulo de Mejoras,
la cual aportó una visión del nivel de criticidad real de los bloques que conforman dicho
subsistema. Actualmente son empleados puntos de referencia de mantenimiento tales como:
el factor de servicio y una visión empírica en base a la experiencia del personal de
mantenimiento y operaciones que en la mayoría de las veces no son las más adecuadas,
obteniéndose resultados adversos a largo plazo. Adicionalmente el personal de mantenimiento
ha ensayado soluciones mecánicas y eléctricas que han modificado las condiciones operativas
de los equipos que inicialmente pueden parecer eficientes, pero con el correr del tiempo son
fatales para la operación y desempeño de los equipos intervenidos.
En tal sentido la introducción del análisis de criticidad ha representado una visión
nueva, exacta y no empírica de enfoque de las debilidades a mejora en cualquier equipo o
sistemas de equipos, pero al mismo tiempo se ha requerido dedicación, constancia y un estudio
minuciosos de los detalles en el sistema para obtener mejores resultados.
El AMEF: Este método de análisis de las fallas sobre un equipo o equipos, se ha
nutrido para su enfoque en los resultados arrojados por el análisis de criticidad, tomando
41
inicialmente los equipos críticos y desarrollando sobre ellos el AMEF el cual nos condujo
finalmente a mejorar la forma de las actividades de mantenimiento haciendo evidente las
debilidades en cuanto a: Fallas en el mantenimiento preventivo, poca periodicidad en la
aplicación de las actividades preventivas, enfoque errado en cuanto a que puntos o
debilidades en los equipos se deben mejorar, hizo evidente la falta de organización,
jerarquización y una visión integral de los equipos intervenidos y su relación funcional y
operativa.
Los elementos de mejoras antes descritos en sí mismos, serán impactantes y llevarán a
mejoras en la medida que el personal de Mantenimiento y personal del área usuaria estén
integralmente comprometidos y lleven a cabo todos los resultados por muy difíciles de
alcanzar que estos sean.
Bondades del Modelo de mantenimiento:
Este modelo de mantenimiento apoyado en un nuevo módulo para las mejoras,
presenta las siguientes bondades y beneficios:
• Elevar el nivel técnico del personal de mantenimiento y operaciones el cual deberá
hacer un enfoque rico en explicaciones lógicas coherentes y no las explicaciones
empíricas y con falta de la lógica y profundidad que en ciertas oportunidades se hacen
ver en informes y reportes en el SIMA (sistema integral de mantenimiento del sector
aluminio).
• Aumentar el número de soluciones efectivas a los problemas de mantenimiento
presentado en equipos críticos, disminuyendo de la frecuencia de actividades
correctivos e intervenciones preventivas, con la consecuente disminución de costos y
aumento del periodo operativo e incremento de la disponibilidad.
Debilidades del Modelo de mantenimiento:
Este modelo es dependiente del personal humano, por tal motivo es función del
compromiso asumido por las Gerencias, Superintendencias, Departamentos, ya que en estas
unidades se dictarán lineamientos para la ejecución del modelo con el consecuente
seguimiento y verificación de resultados. En ocasiones este compromiso es olvidado y el
42
seguimiento sufre debilitamiento en épocas cuando todo marcha bien y se prescinde poco a
poco de las herramientas adquiridas.
Además de esto, pone en evidencia las debilidades en cuanto a: organización y
ejecución de los mantenimientos aplicados, falta de seguimiento a problemas u correctivos que
duran meses y años sin solución, falta de aplicación de un mantenimiento de calidad, uso
inadecuado de herramientas, por no contar con una visión progresista de renovación y
actualización tecnológica. En sencillas palabras, la aplicación del modelo de mantenimiento y
en especial del módulo de mejoras introducirá un mecanismo de supervisión a pesar de que no
muchos en la organización estarán de acuerdo con su aplicación.
Fig. 4.1 Primera parte del Modelo de Mantenimiento Aplicado al Triturador de Cono H 7.1
43
Fig. 4.2 Segunda Parte del Modelo de Mantenimiento Aplicado al Triturador de Cono H 7.1
Fig. 4.3 Tercera parte del Modelo de Mantenimiento Aplicado al Triturador de Cono H 7.1
44
Fig. 4.4 Cuarta Parte del Modelo de Mantenimiento Aplicado al Triturador de Cono H 7.1
Fig. 4.5 Quinta Parte del Modelo de Mantenimiento Aplicado al Triturador de Cono H 7.1
45
4.2 Plan de Mantenimiento Preventivo
Para la elaboración del plan de mantenimiento preventivo colaboraron el programador,
el planificador y el ingeniero de mantenimiento del área de molienda y compactación, además
del personal especializado que posee la experticia en la parte de operaciones y mantenimiento.
Este equipo de trabajo hizo énfasis en el pert de actividades, el tiempo de duración de
las actividades de mantenimiento que desea aplicar, los insumos, repuestos, horas hombre
necesarias, costos, etc.
El plan de mantenimiento elaborado tiene como finalidad hacer hincapié en la
aplicación de mantenimiento preventivo en los bloques que presentan mayor criticidad del
triturador, con la finalidad de disminuir los tiempos para reparar (TPR) y aumentar los tiempos
entre falla (TEF).
Sin embargo, se debe tener en cuenta que este plan constituye una parada mayor de
cinco (5) días, donde además de hacerle mantenimiento a los equipos también se reemplazan
componentes, (dependiendo del grado de deterioro de los mismos), con la finalidad de
prolongar la vida útil del equipo.
En este sentido, este plan de mantenimiento está implícito dentro del modelo, por lo
tanto al aplicarlo estamos aplicando uno de los principios fundamentales de donde parte el
modelo de mantenimiento diseñado para el triturador de cono.
El Project de las actividades del plan de mantenimiento preventivo elaborado para
aplicarlo al triturador como aparece en figura 4.6 y 4.7 dividido en dos partes.
46
Fig. 4.6 Primera parte plan de mantenimiento preventivo del triturador de cono H 7.1
47
Fig. 4.7 Segunda parte plan de mantenimiento preventivo del triturador de cono H 7.1
CAPÍTULO V
ANALÍSIS DE LOS RESULTADOS
5.1 Análisis de los Resultados
Una vez consolidadas el grupo de fallas de triturador de cono H 7.1 en el lapso de
estudio previsto se elaboró el análisis de confiabilidad y disponibilidad utilizando Weibull y se
determinó que la confiabilidad del subsistema triturador de cono H 7.1 dio como resultado
26.86 %, para un tiempo de tres (3) días, y un valor de disponibilidad igual al 98.80 %.
Adicional a esto se elaboró un análisis de criticidad, donde se determinó que los bloques del
subsistema triturador de cono que poseen alta criticidad son el 20-16-08-3 (Cono Giratorio),
con el 55% de criticidad y el 20-16-08-02 (Turbo Acoplamiento) con el 21% de criticidad, los
que poseen mediana criticidad con 13 % 20-16-08-9 (Tanque de bomba de lubricación), 11 %
20-16-08-1 (Motor principal de 126 KW), 10 % 20-16-08-4 (Motor de 7.5 KW de la bomba de
engranajes) y baja criticidad con un 2 %, 20-16-08-5 (Bomba de Engranajes H 7.2) tal como
se pudo apreciar en la figura 3.3.
Adicional a lo anteriormente descrito se elaboró un análisis causa efecto para el mismo
equipo, que se realizó con la finalidad de determinar el punto donde ocurre el mayor número
de fallas cuya síntesis y resultados que se muestra en fig. 5.1 del presente trabajo.
Esta síntesis se basa en el análisis de las cinco M (Mantenimiento y Operaciones,
Mano de Obra, Manufactura, Materiales e Insumos y Medio Ambiente). La mayor parte de las
fallas se centra en el renglón de mantenimiento y mano de obra, le sigue en orden descendente
medio ambiente, luego materiales e insumos y por último mano de obra y manufactura.
49
Se elaboró un análisis de los repuestos críticos y estratégicos, tomando en cuenta la
importancia que tiene para CVG Venalum cada uno de ellos. Esta selección se realizó después
de un profundo análisis con el personal usuario del equipo y el personal especializado que
posee la experiencia en el mantenimiento y operación del triturador de cono y se tomaron en
cuenta consideraciones tales como: Condiciones de trabajo en las cuales opera el equipo,
recomendaciones del fabricante en cuanto al diseño y utilización, tiempo probable de vida útil,
tiempo de reposición y otros.
Se desarrolló AMEF para los bloques del triturador de cono H 7.1 que presentan mayor
criticidad y se determinó que el valor máximo para el IPR (índice de probabilidad de riesgo)
con respecto al cono móvil es de 480 y el valor máximo del IPR para el caso del Turbo Acople
TVA 650 es de 98. Estos valores los podemos visualizar en las tablas 3.5 y 36, denominadas
AMEF para cono móvil y AMEF para turbo acople TVA 650.
Así mismo, se elaboró un plan de mantenimiento preventivo, conjuntamente con el
programador y planificador del área usuaria, se discutieron cada una de las actividades con el
personal especialista y se hizo especial hincapié en los bloques que presentaron mayor
criticidad y cuya rata de falla es más elevada.
Se desarrolló un modelo de mantenimiento basándose en los resultados del AMEF,
para aplicarlo conjuntamente con el plan de mantenimiento preventivo en una parada mayor o
parada planificada cuya duración no exceda a los cinco (5) días.
Los beneficios de la aplicación de este modelo radican en el aprendizaje que se deja al
los tópicos como Análisis de Criticidad y AMEF, procedimientos importantes ya que se
aplican a equipos críticos, sistemas, subsistemas y bloques.
Las debilidades del modelo radican fundamentalmente en la aplicación y seguimiento
de este, será como romper el paradigma que se acostumbra en cuanto a la aplicación del
mantenimiento en todas sus fases.
50
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones
a. El análisis de criticidad para cada uno de los bloques que conforman el subsistema
triturador de cono (20-16-08-0) determinó que los bloques del subsistema que
presentaron mayor criticidad son: el cono móvil (20-16-08-3) con un porcentaje de
criticidad de 55% y el turbo acople (20-16-08-2) con un 21%.
b. El análisis del sistema actual de mantenimiento determinó que se producen fallas con
un periodo de tiempo superior a tres (3) turnos es decir veinticuatro (24) horas, lo que
limita la autonomía de silos de cabos triturados, reduciendo la producción de ánodos.
c. A través de un análisis de falla realizado y tomando en cuenta las recomendaciones del
fabricante del equipo en cuanto a vida útil, frecuencia de cambio de repuestos y las
condiciones de trabajo, se generó un listado de los repuestos críticos y estratégicos para
el triturador de cono.
d. En base al AMEF y al análisis de criticidad se diseñó y elaboró un nuevo plan de
mantenimiento preventivo para el triturador de cono, haciendo énfasis en los aspectos
que presentaban mayor criticidad.
e. Al revisar el despiece del triturador de cono tanto en el plano como en el sistema SIMA
se observó que hay equipos desincorporados que no existen físicamente en el área y
siguen apareciendo en el sistema.
52
f. El modelo desarrollado en base al análisis causa efecto, diagrama de pareto, análisis de
criticidad y AMEF, dan una visión real del sistema y cómo se pueden solucionar las
desviaciones encontradas.
g. La aplicación del modelo de mantenimiento en forma sistemática y metódica dio como
fruto limitar los mantenimiento correctivos, mejorar la confiabilidad del sistema,
incrementar la disponibilidad, disminuir el tiempo para reparar, reducir costos de
mantenimiento en referencia a: mano de obra, materiales, costos de producción, etc.
h. El atraso en las paradas mayores de mantenimiento en el área del molino de Cono
retarda la implantación, ejecución de las mejoras del modelo de mantenimiento,
retardándose así los beneficios de las mejoras.
i. Se debe revisar todo el recorrido del proceso de trituración y verificar si se necesita
hacer un rediseño.
6.2 Recomendaciones
a. Se debe hacer énfasis de mantenimiento preventivo y rutinario en los bloques: 20-16-
08-3 (cono móvil) y 20-16-08-2 (turbo acople) cono móvil giratorio y turbo acople
respectivamente, debido a que se determinó que estos bloques son puntos neurálgicos
de este equipo.
b. Se debe aumentar la periodicidad de los mantenimientos preventivos y rutinarios con la
finalidad de disminuir la tasa de falla de este equipo.
c. Se debe garantizar un stock mínimo de repuestos que garantice la ejecución de los
diferentes tipos mantenimientos del triturador de cono.
d. Debe aplicarse el nuevo plan de mantenimiento tal como aparece en la fig. 4.2 con la
finalidad que aumenten los parámetros de confiabilidad, disponibilidad, tiempo entre
fallas (TE F) y disminuir los tiempos para reparar (TPR).
53
e. Se debe actualizar el despiece del equipo en el sistema integral de mantenimiento
(SIMA) puesto que dependiendo de esto se elaborarán los planes de mantenimiento y
la adquisición de repuestos.
f. Se debe garantizar la aplicación del modelo de mantenimiento indicado en la fig. 4.1
conjuntamente con el plan de mantenimiento indicado en la fig. 4.2, con la finalidad de
disminuir la rata de falla de este equipo y mejorar la continuidad del proceso de
trituración de cabos.
g. Revisar la capacidad del separador magnético H5.2 que se encuentra sobre la cinta
transportadora H4.1 debido a que trozos de material ferrosos (yugos) entran al
triturador de cono y están dañando el cono móvil.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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CVG Venalum, SISTEMA INTEGRAL DE MANTENIMIENTO DEL ALUMINIO (SIMA), Mantenimiento Correctivo años 2005-2006.
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Duffuaa Raouf, D. (2000). Sistemas de Mantenimiento Planificación y Control, 1ra edición, Editorial Limusa S.A.
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SUPPORTABILITY ENGINEERING- A PROBABILISTIC APPROACH, McGraw Hill,
Londres (Inglaterra)
KHD Industrieanlagen AG HUMBOLDT WEDAG. (1976) CALIBRATOR 2-125 S
Llatas, I. (2006) Curso: Confiabilidad Operacional, Universidad Simón Bolívar.
Quiroga Fernández, A. (2006) Curso: Gerencia de Mantenimiento, Universidad Simón Bolívar.
Santos, J. (2006) Curso Planificación y Gestión de Mantenimiento, Universidad Simón Bolívar.
Williams Navidi, (2006) Estadística para Ingenieros y Científicos, Mac Graw HILL, México.
Zambrano, S. y Sandra Leal. (2005) FUNDAMENTOS BÁSICOS DE MANTENIMIENTO.