IX Congreso de Confiabilidad

IX Congreso de Confiabilidad ESTUDIOS DE CONFIABILIDAD APLICADOS A INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN DE LA INDUSTRIA PETROLERA RAFAEL MELO GONZÁLEZ INSTIT...
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IX Congreso de Confiabilidad

ESTUDIOS DE CONFIABILIDAD APLICADOS A INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN DE LA INDUSTRIA PETROLERA

RAFAEL MELO GONZÁLEZ INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO MÉXICO

HECTOR TOLEDO MATUS PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCION PETRÓLEOS MEXICANOS MÉXICO

Universidad de Navarra Escuela Superior de Ingenieros

28 y 29 de noviembre del 2007 Donostia-San Sebastián, España

2004OPERACIONAL CONFIABILIDAD

CARTERA METODOLOGICA

RCM INSPECCION BASADA EN RIESGO OPTIMIZACION COSTO RIESGO ANALISIS CAUSA RAIZ ANALISIS DEL COSTO DEL CICLO DE VIDA

S D A VI GIA IDA RA OLO BIL O A EJ D I M ETO ONF M C DE

ANALISIS DE CRITICIDAD DETECCION DE OPORTUNIDADES ANALISIS DE CONFIABILIDAD BASADO EN LA HISTORIA DE FALLAS ANALISIS DE CONFIABILIDAD BASADA EN LA CONDICION ANALISIS DE CONFIABILIDAD PARA SISTEMAS ANALISIS DE TOLERANCIA DE DEFECTOS ANALISIS DINAMICOS DE RIESGO DIAGNOSTICOS INTEGRADOS GERENCIA DE INCERTIDUMBRE

DIAGNOSTICO

INVENTARIOS BASADOS EN CONFIABILIDAD

CONFIABILIDAD OPERACIONAL FACTIBILIDAD TECNICO-ECONOMICA

M EJ O N TE U RA CN EV V OL A IA OG IA

MEJORAS OPERACIONALES INNOVACIONES TECNOLÓGICAS PATENTES COMPARTIDAS EVALUACIÓN DE PRODUCTOS PROYECTOS TECNOLÓGICOS ECOEFICIENCIA ANÁLISIS TÉCNICOS GERENCIA DEL CONOCIMIENTO

2006

2007

Modelo de Confiabilidad Operacional de PEP Confiabilidad Humana Conocimiento Motivación Destrezas y recursos

Mantenibilidad de Equipos Accesibilidad Modularidad Disminución de MTTR

Confiabilidad Operacional Confiabilidad de procesos

Confiabilidad de Equipos

Operación dentro de parámetros Entendimiento de procedimientos

Estrategias Extender MTBF

ORGANIZACIÓN TECNOLOGIA DE INFORMACION SAP R/3 SEGURIDAD, SALUD Y PROTECCION AMBIENTAL

ANTECEDENTES 2004

El Sistema de Administración del Mantenimiento (SAM) de PEMEX, en el entregable 2.1.2 “Prototipo de manuales del Sistema de Administración del Mantenimiento para cada subsidiaria y a nivel PEMEX” Etapa 2 – Modelo: Recomendaba el uso de metodologías de vanguardia para optimizar el mantenimiento en las diferentes instalaciones de los Activos de PEP.

OBJETIVO 2004

OBJETIVO

Desarrollar un proyecto de mantenimiento centrado en confiabilidad para mejorar la confiabilidad operacional reduciendo las frecuencias de fallas de los equipos dinámicos.

ALCANCE 2004

Para lograr el objetivo antes mencionado se elaboraron: • Bases de Datos de Tasa de Fallas de los equipos seleccionados. • Análisis de Modos y Efectos de Fallas (FMEA). • Estudio de mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM). • Matrices de frecuencia-severidad. • Construcción y simulación de modelos de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad.

METODOLOGÍA PROPUESTA EN 2004

CONSTRUCCIÓN Y SIMULACIÓN DE MODELOS DE CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD

MATRICES DE FRECUENCIASEVERIDAD E ÍNDICES DE DESEMPEÑO

ESTUDIOS DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD (RCM)

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLAS (FMEA)

2005 BASE DE DATOS DE TASAS DE FALLAS

BASE DE DATOS DE TASAS DE FALLAS

Recolección de Información relacionada a las fallas Internas y externas que provocan los paros aleatorios de los equipos

MTBF MTBF

Bitácoras de Operación y Mantenimiento de los Equipos seleccionados

OPERACION

MTTR MTTR

FABRICANTE

ll

FALLAS

MTTF MTTF

ALEATORIAS INST. Y CONTOL.

MECANICAS

AMBIENTALES

SEGURIDAD

CONFIABILIDAD

MANTENIMIENTO

BASE DE DATOS DE TASAS DE FALLAS

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLA (FMEA)

2004 Los estudios de FMEA para los Equipos rotatorios seleccionados se desarrollarán de acuerdo con los lineamientos y criterios que aparecen en: • SAE Standar JA-1011: “Evaluation criteria for Reliability Centered Maintenance Process”. 1999. • SAE Standar JA-1012: “A Guide to the ReliabilityCentered Maintenance (RCM) Standard”. 2002. • ISO 14224: Petroleum and natural gas industries – Collection and exchange of reliability and maintenance data for equipment. 1999.

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLA (FMEA)

GAS COMBUSTIBLE

ACONDICIONAMIENTO DE GAS DE ENTRADA

SISTEMA DE ARRANQUE

ACONDICIONAMIENTO INTERETAPAS

ACCIONADOR

TRANSMISIÓN

SISTEMA DE LUBRICACIÓN

ENFRIAMIENTO

MONITOREO Y CONTROL

1° ETAPA

SISTEMA DE SELLOS

POTENCIA INSTRUMENTACION REMOTA

2° ETAPA

POST ENFRIADOR

MISCELANEOS

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLA (FMEA)

Hoja de trabajo de FMEA para el Generador de Gases de un Turbocompresor

ESTUDIO DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD

2004 Los estudios de RCM se desarrollaron de acuerdo con las siguientes prácticas recomendadas, las cuales están alineadas con el Sistema de Administración del Mantenimiento (SAM): ƒ NAVAIR 00-25-403: “Guidelines for the Naval Aviation Reliability-Centered Maintenance Process”. 2003. ƒ “Fundamentals of RCM Analysis. Student guide”. Naval Air System Command. 2003. ƒ SAE Standar J1011: “ Evaluation criteria for Reliability Centered Maintenance Process”. 1999. ƒ Rausand, Marvin: “Reliability Centered Maintenance”. Reliability Engineering and System Safety, 60,(121-132). 1998. ƒ Moulbray, John: “Reliability-centered Maintenance”. Industrial Press. 1997. ƒ Smith, Anthony M. and Glenn R. Hinchcliffe: “RCM-Gateway to World Class Maintenance”. Elsevier. 2004.

ESTUDIO DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD PLANEACIÓN Y PREPARACIÓN 1. Integración del grupo PEP / IMP.

4. Identificar y documentar el proceso de revisión.

2. Identificación de instalaciones y equipos críticos para analizar.

5. Orientación / entrenamiento.

3. Priorizar las instalaciones y equipos críticos.

6. Reglas, suposiciones, restricciones y exclusiones.

Resultados Resultados Análisis Análisis / / Plan Plan RCM RCM

ANÁLISIS 1. Junta de arranque del grupo de trabajo PEP / IMP. 2. Recopilación de información requerida. 3. Fragmentación de los equipos críticos seleccionados. 4. Funciones. 5. Falla funcional. FMEA 6. Modo de falla. SAE-JA1011 7. Efectos de las fallas. SAE-JA1012 8. Consecuencias de las fallas. 9. Evaluación de tareas. 10.Selección de tareas.

ISO-14224

Requerimientos Requerimientos de mantenimiento de mantenimiento

IMPLEMENTAR RESULTADOS 1. 2.

Plan de mantenimiento. Implementación del Plan de mantenimiento.

Programa Programade de mantenimiento mantenimiento

MEJORA CONTINUA 1. 2. 3. 4. 5.

Acciones emergentes. Exploración de la edad. Cambios en hardware. Análisis de tendencias / degradación. Revisión de documentos.

Datos Datos

ESTUDIO DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD

MATRICES DE FRECUENCIA-SEVERIDAD

2004 Severidad Catastrofica Muerte(s) Daños al sistema mayores a un millon de dolares.

Critica Lesiones severas Daños al sistema entre $100,000 y $1,000,000

Marginal Lesiones menores Daños al sistema ente $10,000 y $100,000

Despreciable Lesiones insignificantes Daños al sistema menores de $10,000

Fuente: NAVAIR 00-25-403

Severidad Frecuente 1 en 1000 Hrs.

Probable 1 en 10,000 hrs.

Ocasional 1 en 100,000 hrs.

Remota 1 en 1,000,000 hrs.

Improbable Menos de 1 en 1,000,000 hrs.

MATRICES DE FRECUENCIA-SEVERIDAD

Severidad

La criticidad es un parámetro que permite priorizar las actividades de mantenimiento al relacionar la frecuencia de un evento potencial no deseado con sus consecuencias probables con el apoyo de la hoja de información y la siguiente tabla.

Catastrófica

Alto

Alto

Alto

Medio

Bajo

Crítica

Alto

Alto

Medio

Bajo

Aceptable

Marginal

Medio

Medio

Bajo

Aceptable

Aceptable

Despreciable

Bajo

Aceptable

Aceptable

Aceptable

Aceptable

Frecuente

Probable

Ocasional

Remota

Improbable

Frecuencia

Fuente: NAVAIR 00-25-403

MATRICES DE FRECUENCIA-SEVERIDAD

Criticidad de los Efectos Potenciales de cada Modo de Falla del Generador de Gases de un Turbocompresor.

C a ta s tr ó f ic a

C r í t ic a Severidad

1A1

M a r g in a l

1A3, 1D1, 1D3, 1E1

1A4, 1C 2, 1D 4, 1E2, 1E3

M enor

1A2, 1B1, 1B2, 1C1, 1D2

1B3, 1F1, 1F2

F re c u e n te

P r o b a b le

O c a s io n a l F r e c u e n c ia

R e m o ta

Im p r o b a b le

MATRICES DE FRECUENCIA-SEVERIDAD

Criticidad de los Efectos Potenciales de Cada Modo de Falla Del Generador de Gases de un Turbocompresor. Identificación

Modos de Falla

1A1

Desprendimiento de alabes.

1A2

Desgaste de chumaceras.

1A3

Amarre del incrementador de velocidad.

1A4

Amarre de la chumacera radial.

1B1

Sensor (pickup) de velocidad descalibrado.

1B2

Falla del pickup de velocidad.

1B3

Claro entre zapata y punta de alabes mayor a 0.055”

1C1

Falla del pickup de velocidad.

1C2

Falla del paro por sobrevelocidad Z-353.

1D1

Desalineación de la TP con el incrementador de velocidad.

1D2

Falla del sensor de vibración.

1D3

Desbalanceo de la flecha de acoplamiento de la TP con el incrementador de velocidad.

1D4

Pérdida de material en alabes de turbina de potencia.

1E1

Juego radial mayor a 0.006”.

1E2

Temperatura en la turbina gasógena mayor a 1500°F.

1E3

Deflexión de la zapata.

1F1

Desgaste de punta alabes por más de 30,000 horas de trabajo.

1F2

Desgaste de la zapata causada por la erosión de los gases calientes.

CONSTRUCCIÓN Y SIMULACIÓN DE MODELOS DE CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD

Sistema de Compresión

CONSTRUCCIÓN Y SIMULACIÓN DE MODELOS DE CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD

CONSTRUCCIÓN Y SIMULACIÓN DE MODELOS DE CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD

2005 TASA DE FALLAS Se elaboro una base de datos de tasa de fallas para agrupar y analizar las causas o condiciones que llevaron a los equipos a fallar en las instalaciones de Paredón y Poza Rica II

Registro no uniforme de las causas de paro en las bitácoras de operación y mantenimiento.

Se analizaron un total de 676,933 horas, de las cuales 6,806 son fallas reportadas

Los tipos de fallas que más se presentaron fueron: Vibración Alta temperatura

La distribución que mejor modelo la mayoría de las fallas fue la Weibull. Esto nos indican que el número de ocurrencia de fallas puede aumentar o disminuir con el tiempo.

Los Procedimientos Operativos no estaban actualizados En muchos de los casos, el refaccionamiento no era el adecuado ni oportuno. Algunos equipos tienen más de 20 años en operación

2005

Tasa de Fallas

2005

FMEA Identificar los efectos o consecuencias de los modos de falla de los equipos dinámicos en su contexto operacional

De la taxonomía de los equipos, realizada en base a la norma ISO14224, se obtuvieron: 4 clases de equipo 8 unidades de equipo 83 sub-unidades

Se encontraron un total de 2,045 modos de fallas, algunos de los cuales se repiten, de tal forma que se tuvieron un total de 1,067 modos de falla distintos.

Del total de modos de falla encontrados, 60 son problemas operativos o problemas ajenos a la instalación, que causan una falla funcional al sistema.

2005 FMEA

2005 RCM Optimizar los programas de mantenimiento de los equipos dinámicos en su contexto actual de operación

Algunas tareas de mantenimiento preventivo no se ejecutaban en los periodos programados.

Del análisis de RCM se obtuvieron las siguientes tareas de mantenimiento: Tareas a condición (inspección y mantenimiento predictivo), 38%. Reacondicionamiento cíclico, 26%. Sustitución cíclica, 5%. Búsqueda de fallas, 3%. Mantenimiento correctivo (operar hasta la falla), 28%.

Las frecuencias de mantenimiento se modificaron en un 12%, lo que se refleja en un ahorro en costos de mantenimiento del 7.6% anual

Algunos programas de mantenimiento no estaban actualizados. No se contaba con programas de monitoreo de condición.

2005 RBD Determinar la confiabilidad de los sistemas de manejo de hidrocarburos, en función de la configuración, tiempos fuera de operación y tiempos de reparación de sus equipos El análisis de RBD se realizó para los siguientes sistemas: Manejo de crudo Manejo de gas Manejo de condensados Inyección de agua

La confiabilidad de los sistemas estaba entre 1 y 0.976 La confiabilidad de los equipos estaba entre 0.206 y 0.789 .

En Paredón, se tenían más equipos de respaldo, que los necesarios. En Paredón, se analizó, como alternativa, la desincorporación de cuatro turbocompresores. La confiabilidad del sistema resultó de 0.997

La desincorporación de 4 turbocompresores en Paredón, llevo a un ahorro significativo en el costo de mantenimiento y refaccionamiento anual del 14.8%.

En el contexto operacional que se tenia, se operaban y mantenían mas equipos de los necesarios para la producción manejada. Como sistema, las instalaciones presentaban una confiabilidad alta.

2007

Modelo de Confiabilidad Operacional de PEP Confiabilidad Humana Conocimiento Motivación Destrezas y recursos

Mantenibilidad de Equipos Accesibilidad Modularidad Disminución de MTTR

Confiabilidad Operacional Confiabilidad de procesos

Confiabilidad de Equipos

Operación dentro de parámetros Entendimiento de procedimientos

Estrategias Extender MTBF

ORGANIZACIÓN TECNOLOGIA DE INFORMACION SAP R/3 SEGURIDAD, SALUD Y PROTECCION AMBIENTAL

GRACIAS

Sistema de Confiabilidad Operacional

Subdirección de Distribución y Comercialización

La Confiabilidad Operacional tiene el mismo valor que la SSPA

C onfiabilidad H um ana C onocim iento M otivación D estrezas y recursos

M antenibilidad de Equipos Accesibilidad M od ularidad D ism inución de M TTR

C onfiabilidad O peracional C onfiabilidad de procesos

C onfiabilidad de Equipos

O peración dentro de parám etros Entendim iento de procedim ientos

E strategias E xtender M TTF

P R O C E S O D E M AN TE N IM IE NTO O RG AN IZ ACIÓ N TE C N O LO G IA D E IN FO RM ACIO N S AP R/3 SE G U R ID AD, S AL U D Y PR O TE C CIO N AM B IEN TAL

Empresa Empresa Eficiente Eficiente yy Segura Segura

Fases de Evolución del SCO Organización

Confiabilidad humana

Confiabilidad de procesos

Confiabilidad de equipos y ductos

Mantenibilidad de equipos

Proceso de mantenimiento

SAP R/3

Fase verificación Fase Planeacion PLANEAR Guías, Procedimientos, Lineamientos

GAM/GO GAM

Fase Sistematización

Fase Implantación VERIFICAR RESULTADOS OPERATIVOS

HACER Implantar

¿Se obtuvieron los resultados esperados?

Verificación la Aplicación

ACTUAR Establecer

Nuevos Estándares

CP GAM/GO NO

ACTUAR Ajustes

GAM/GO

SI

CP GAM/GO

Las Guías, Procedimientos y Lineamientos

Fase de Ajustes

Ciclo de mejora continua

Sistema de Confiabilidad Operacional

Organización

Confiabilidad Humana

Confiabilidad de Procesos

Mantenibilidad de Equipos

Confiabilidad de Equipos y Ductos

Proceso de Mantenimiento

SAP R/3

Estructura Organizacional

Conocimiento y destrezas

Mapa de Proceso de Operación

Lineamientos para la Mantenibilidad

Metodologías de Confiabilidad

Mapa de Proceso de Mantenimiento

Capacitación

Órganos Rectores

Recursos para el desempeño

Contexto Operacional

Criterios de Mantenibilidad

PAID

Guías del Proceso de Mantenimiento

Centro de Atención a Usuarios (CAU)

Equipos de Trabajo

Motivación

Procedimientos Operativos

Liderazgo

Buenas Prácticas de Operación

Buenas Prácticas de Mantenimiento

Perfiles y Licencias

Procedimientos, guías y Cultura del Dato

Infraestructura e Interfases

Plan de Implantación Comunicación y Difusión • Presentaciones a la DG • Presentaciones a Subdirectores y Gerentes • Talleres a Coordinadores • Talleres a personal profesionista de Operación, Mantenimiento y áreas soporte • Medios electrónicos de difusión

Organización Estructurada

Implantación

• 1 Cuerpo de Gobierno Estratégico

• Implantación por Centro de Proceso

• 1 Cuerpo de Gobierno Táctico

• Implantación por elemento

• 7 Equipos de Trabajo para elaboración de guías

• Elaboración de guías, lineamientos, procedimientos

• Equipos Naturales de Trabajo en los Centros de Proceso

• Aplicación de guías, lineamientos, procedimientos • Primera Etapa.Instalaciones y ductos AAA • Segunda etapa.Instalaciones y ductos AA y A

Asesoría

• Soporte para elaboración de guías, lineamientos, políticas y procedimientos • Soporte durante la implantación • Talleres para la aplicación de guías, lineamientos, políticas y procedimientos

Evaluación

• Presentación de avances • Revisiones de control • Sistema para el registro de información y avances

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