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Jose, 17 de Enero del 2005Jose, 17 de Enero del 2005
MEJORA DE LA CONFIABILIDAD DEL MEJORA DE LA CONFIABILIDAD DEL SISTEMA GRAYLOC DEL DCUSISTEMA GRAYLOC DEL DCU
2
Mostrar los resultados del estudio de mejora de la confiabilidad del Sistema GrayLoc del DCU, realizado por la empresa Soluciones Tecnológicas en Infraestructuras de Instalaciones Industriales, ST3I, C. A.
Emitir recomendaciones para mejorar la confiabilidad del Sistema GrayLoc del DCU
Objetivos de la PresentaciónObjetivos de la Presentación
3
Fase 1: Análisis de trabajos previos relacionados con el tópico, análisis de datos de mantenimiento del sistema, y recopilación de datos y evidencias en campo
Fase 2: Análisis del diseño mecánico, y generación del modelo cinemático del sistema GrayLoc del DCU
Fase 3: Conclusiones y Recomendaciones
Fases del trabajoFases del trabajo
4
En trabajo previo de la Sección de Confiabilidad fueron identificados los Modos de Fallas del Sistema GrayLoc del DCU
Pérdida de hermeticidad de la Conexión GrayLoc
Atascamientode Mordazas
Atascamientodel Tornillo Sinfín
Fuga productoen L. de Carga
Falla válvulade 3 vías
Falla cil. hid.Línea de Carga
Falla motor hid. de la Mordaza
Corrosión
Desgaste
Acumulaciónde coque
Acum. coqueen Conector
Acum. coqueen Mordaza
Aro-sellodoblado
Acoplamientodeficiente
Fuga Interna-Externa
Falla deelectro-válvula
Daño deinternos
Fuga Interna-Externa
Falla válv. Mec.y de control
Atascamiento Guíainserción-retracción
Mov. no controladosistema retráctil
Obstrucción por Acum. de coque
Mov. restringidode componentes
Corrosión
Desgaste
Acumulaciónde coque
Mov. restringidode componentes
Cinemática
Antecedentes / Justificación del estudioAntecedentes / Justificación del estudio
5
Perfil trapezoidal asegura alineación axial y radial de los conectores.
Funcionamiento del GrayLoc
El nivel de sello estará influenciado entre otros factoresDesalineación (angular y axial) Presencia de sólidos “duros”
Mordaza centra y deforma el aro metálico sobre el plano de acople, para obtener sello
Análisis del problemaAnálisis del problema
6
Aspectos Críticos
Diseño y Operatividad del Sistema de Alineación
Deterioro de conexiones por desprendimiento de metal, deformaciones, y corrosión, y aros metálicos de sello deformados
Uso de prácticas no recomendadas que generan condiciones inseguras y el deterioro prematuro del sistema
Funcionamiento del GrayLoc
Análisis del problemaAnálisis del problema
7
Soporte Propuesto ??
Soporte Actual
Funcionamiento del GrayLoc
Análisis del problemaAnálisis del problema
8 Soporte de Línea de Alimentación y Cilindros Retráctiles.
Funcionamiento del GrayLoc
Análisis del problemaAnálisis del problema
11
Desplazamiento horizontal para asegurar acople y sello del GrayLoc
δhor = 1,118 pulgadas ó 29 mm
Este desplazamiento lo generan los cilindros retráctiles de la Línea de Alimentación.
El soporte de dicha línea permite desplazamientos de esa magnitud ?
Funcionamiento del GrayLoc
Análisis del problemaAnálisis del problema
12
Funct Location
S h o r t t e x t Order Type Status Start date TotSum Componente Equipo
01A5034B Reemplazar tornillos del GrayLoc 20001767 OTC EXEC Jun-02 427.432 GrayLoc V-5051
01V5051 Reparar Sistema de Descabezamiento (bloques de retención del Aro-Sello)20001269 OTC EXEC Jul-02 3.643.870 GrayLoc V-5051
01V5001 Reinstalar bloques de retención del Aro-Sello 90002983 OTP EXEC Sep-02 1.053.480 GrayLoc V-5001
01V3001 / 01V4001
Reemplazar tubing del GrayLoc 90004030 OTP EXEC Nov-02 1.850.253 GrayLoc V-3001,
V-4001
01V3051 Reemplazar tubing del GrayLoc 90008772 OTP EXEC Jun-03 58.164 GrayLoc V-3051
01V4051 Bloques de retención del Aro-Sello 90010834 OTP AUTH Oct-03 2.148.000 GrayLoc V-4051
01V4051 Reemplazar gato vertical de Brida de Carga 20009635 OTC AUTH Dic-03 3.273.417 Gatos V-4051
01V3051 Reemplazar e Instalar Aros-Sello (17/12/03) 20009784 OTC EXEC Ene-04 5.862.301 Ring Joint V-3051
01V4051 Reparar Brida de Carga del GrayLoc 90012481 OTP EXEC Feb-04 834.489 GrayLoc V-4051
01V5051 Reemplazo de dos Aro-Sello de Brida de Carga 20010987 OTC AUTH Abr-04 7.894.400 GrayLoc V-5051
01V4051 Rectif icar pasadores de gatos de 20011950 OTC EXEC Jun-04 93.120 Gatos V-4051
J1-01300 Cambio de Oring motor hidráulico del GrayLoc 90015208 OTP AUTH Jul-04 114.000 GrayLoc Tren 40?
01V3001 Realizar reparaciones en GrayLoc 90015336 OTP AUTH Jul-04 0 GrayLoc V-3001
01A4012A Reemplazar motor hidráulico de GrayLoc 20012386 OTC AUTH Jul-04 0 GrayLoc V-4001
01V3001 Reemplazar protectores de cilindros hidráulicos 10000389 OPP AUTH Oct-04 0 Cilindro V-3001
01V3001 Reemplazar protectores de cilindros hidráulicos 10000389 OPP AUTH Oct-04 0 Cilindro V-3001
2002
2003
2004
Fcia de Intervenciones (Área 1)
Año 2002 8,5% (4 de 47)Año 2003 1,9% (3 de 156)Año 2004 7,0% (9 de 129)
OTC Orden de Trabajo CorrectivoOTP Orden de Trabajo PreventivoOMM Orden de Mantenimiento MayorOPP Orden de Parada de Planta
Acciones de Mantenimiento
Análisis del problemaAnálisis del problema
13
Limitaciones para establecer importancia de los Modos de Falla
Descripción vaga e imprecisa de las fallas que impide
a) Establecer su ubicaciónb) Distinguir el modo de fallac) Establecer posibles causas
Uso de varios nombres para un mismo componente que dificulta
a) La trazabilidad de las fallasb) Establecer o estimar sus frecuencias
Reporte de repuestos utilizados en reparaciones incompletos/inexistentes
Codificación limitada de componentes y acciones que dificulta ordenar las fallas por sistemas, subsistemas y componentes
Uso limitado de las capacidades/fortalezas del sistema SAP
Acciones de Mantenimiento
Análisis del problemaAnálisis del problema
14
Considerando los datos disponibles de mantenimiento, se tiene
a) Las fallas representan < 4,2 % de las intervenciones
b) Las preventivas representan < 4,3 % de las intervenciones
c) Las intervenciones son de baja frecuencia < 9% (Area1)
d) Las mismas se han concentrado en:
• Cambio de bloques de retención de los Aros-Sello• Reemplazo de Aros-Sello• Reparaciones a componentes hidráulicos
Sin embargo, el impacto Operacional y de Seguridad de los eventos identificados por SINCOR son elevados
Serán analizadas las Causas Raíces de las fallas asociadas con la Calidad del Sello, y los Componentes Hidráulicos
Acciones de Mantenimiento
Análisis del problemaAnálisis del problema
15
Situación de algunos componentes del sistema durante la Parada de Planta(Oct-2004)• 75% de los pivotes de los cilindros verticales “Soldados” al soporte de la Línea de
Alimentación (V-3001; V-3051; V-4001), e igualmente un 25 % de los pivotes de los cilindros horizontales (V-5051).
• Un vástago de cilindro vertical fracturado, sin precisar antigüedad del evento (V-3051).
• 50-66 % de los rodillos de la Mordaza, trabados y con desgaste no uniforme.
Prácticas que generan condiciones inseguras y deterioro prematuro decomponentes del sistema.
• Uso de palancas y mandarrias para: compensar desalineación entre Brida de Carga y Línea de Alimentación, cerrar manualmente la conexión, y ubicar manualmente la Mordaza sobre los conectores.
Modelaje Cinemático para análisis de funcionamiento del sistema
Evidencias físicasEvidencias físicas
18
Necesidad de golpear las mordazas y sus placas de soporte para cerrar el GrayLoc ?
Evidencias físicasEvidencias físicas
23
La construcción e instalación de los GrayLoc según planos del proveedor Carrera máx. del cilindro horizontal de 5 pulgadas (127 mm) Carrera máx. del cilindro vertical de 4 pulgadas (101 mm) Desplazamiento del cilindro vertical en operación 2 pulgadas ( 51 mm) Carrera horiz. máx. de Línea de Alimentación retraída 4,1 pulg. (103 mm) Carrera horiz. mín. de Línea de Alimentación retraída 1,2 pulg. ( 29 mm) Rotación de Línea de Alimentación por mov. restringido de los pivotes de su soporte La Brida de Carga y su codo se conectan al fondo del DCU, perpendicular a su eje, y no sufren ningún desplazamiento
Caso simulados: Pivotes vertical y horizontal del Soporte libres (Caso 0) Pivote vertical atascado + Pivote horizontal libre (Caso 1 al Caso 4) Pivote horizontal atascado + Pivote vertical libre (Caso 10 al Caso 30)
Premisas y Casos de Simulación
Modelo cinemáticoModelo cinemático
28 Con ángulos positivos se invierte la posición de las holguras y el desplazamiento del cilindro vertical
Pivote Vertical
Resultados (Geometría del Acople)
Modelo cinemáticoModelo cinemático
29 Con ángulos positivos se invierte la posición de las holguras y el desplazamiento del cilindro vertical
Pivote Horizontal
Resultados (Geometría del Acople)
Modelo cinemáticoModelo cinemático
30
C0 C1 C2 C3 C4 C10 C20 C30
¬S[Grados] 0 -1 -2 -3 -4 -1 -2 -3
LA [mm] 24,5 16,3 8,1 -0,1 -7,6 16,3 8,1 -0,1
LLA [mm] 105,6 97,5 91,8 87,3 n/d 98,1 91,5 86,9
LV [mm] 50,8 62,3 75 88,1 101,1 62,6 74,3 86,4
LH [mm] 103,5 94,3 87,1 80,9 75,3 94,8 86,7 80,7
¬CV[Grados] 0,45 1,94 3,26 4,52 5,75 1,89 3,28 4,49
¬PV[Grados] 0,45 2,94 5,26 7,52 9,75 2,89 5,28 7,49
¬CH[Grados] 9,98 12,77 15,82 19,03 22,29 12,81 15,71 18,71
¬PH[Grados] 9,98 13,77 17,82 22,03 26,29 13,81 17,71 21,71
LV [mm] 62 72,17 87,54 101,4 105,2 74,52 86,81 99,6
LH [mm] 0,2 0,2 0,1 0,10 45* 0,1249 0 0,06
¬CV[Grados] 12,48 12,77 13,18 13,70 9,18* 12,78 13,18 13,66
¬PV[Grados] 12,48 13,77 15,18 16,70 13,18* 13,78 15,18 16,66
¬CH[Grados] 14,5 18,1 22,02 26,10 24,89* 18,2 21,84 25,62
¬PH[Grados] 14,5 19,1 24,02 29,10 28,89* 19,2 23,84 28,62
LLA ¬CV
LA ¬CH
LV ¬PV
LH ¬PH
¬S
Pivote Horizontal AtascadoPivote Vertical Atascado
Co
nd
ició
n I
nic
ial
Co
nd
ició
n F
inal
Casos #
Angulo Soporte Línea de Alim.
Carrera de Cilindro Horizontal
Carrera máx. Línea de Alimentación
Longitud mín. de acople conectores
Carrera de Cilindro Vertical
* Carrera mínima para desacoplar los conectores
Angulo de Cilindro Vertical
Angulo de Cilindro Horizontal
Angulo de Pistón Vertical
Angulo de Pistón Horizontal
Resultados (Resumen)
Modelo cinemáticoModelo cinemático
31
Del ACR de la Pérdida de Hermeticidad del GrayLoc se identificó lo siguiente:
Causa Física El atascamiento de los pasadores de cilindros hidráulicos
Causas ContribuyentesPresencia de sólidos que impiden la deformación uniforme del aroEl desgaste o modificación de la geometría de la zona de sello
Causa LatenteModo de falla no considerado durante el diseño del Plan de Mantenimiento del sistema, careciéndose de una actividad específica de cuidado, que evite
• Atascamiento de pivotes sometidos a cargas elevadas y de bajo ciclaje
• Oxidación/degradación de sus componentes metálicos• Desplazamiento/evaporación del lubricante por ciclaje térmico• Apilamiento/consolidación de residuos sólidos de alta dureza y
abrasividad
ConclusionesConclusiones
32
Del modelaje cinemático se concluye que:
• El diseño del sistema de alineación de la Línea de Alimentación del DCU es adecuado al servicio
• El movimiento restringido de los componentes del GrayLoc afecta la calidad y capacidad del sello, y ocasiona el desgaste prematuro de los mismos
• El giro excesivo de cualquier pivote del sistema de alineación, puede superar la flexibilidad de diseño y operacional del GrayLoc
El correcto montaje y conservación de los componentes del GrayLoc aseguran su flexibilidad de diseño y operacional
Del análisis de los modos de fallas de los cilindros hidráulicos, se concluye que la cinemática puede ser la causa física de algunas de sus fallas (desgaste, fugas…)
ConclusionesConclusiones
33
Reducción de diámetro externo de los pasadores (cilindros vert/horiz)
Colocar graseras con protectores en los agujeros de estos elementos
Implementar un Plan de Limpieza y Lubricación para los mismos
Recomendaciones específicasRecomendaciones específicas
34
Reforzar la implementación del Plan de Mantenimiento Preventivo desarrollado por la Sección de Confiabilidad, enfocando en:
• Limpieza y lubricación oportuna, empleando materiales apropiados al servicio
• Reporte de fallas/intervenciones al GrayLoc o sus componentes, para mejorar la calidad de los datos asociados
Evitar alterar las propiedades mecánicas/metalúrgicas del aro-sello y/o la fabricación local, que degraden la capacidad de sello del GrayLoc
Emplear Grafoil sobre el aro metálico para rellenar el perfil de los sólidos acumulados en los conectores, y maximizar la vida útil de los componentes
Verificar que sean respetadas las recomendaciones y limitaciones de ensamblaje emitidas por el fabricante
Velar por el perfecto estado de mantenimiento y operación del conjunto de sensores y limitadores de posición
Recomendaciones generalesRecomendaciones generales
35
Verificar separación mínima entre conectores en operación, mediante calibres “pasa-no pasa”
Realizar mediciones en campo para determinar desplaz./rotac. del sistema, asociados con factores de proceso y/o flexibilidad “aguas arriba” del conector
Periódicamente verificar la cinemática de componentes claves del GrayLoc
• Distancias entre mordazas, y limitadores de posición• Desplazamiento vertical/horizontal del S. de Alineación, y Descabezado
Inferior• Desplazamiento horizontal del Carro Retráctil de las mordazas• Desplazamiento de pines y pivotes de las mordazas en sus guías
Periódicamente verificar el funcionamiento del GrayLoc y sus sist. auxiliares
• Alineación de tuberías, y cierre de la mordaza sobre los conectores• Presión y caudal aceite (6 GPM @ 1500 Psid) del motor de accionamiento• Operatividad y ajustes de sensores de proximidad y limitadores de posición
Recomendaciones generalesRecomendaciones generales
38
Ubicación 01-V-3001 01-V-3051 01-V-4001 01-V-4051 01-V-5001* 01-V-5051 Prom. Oper
Pto. 1Pivote Horiz.
41 29 29 50 30 50 47
Pto. 2Pivote Vert.
48 28 32 55 31 48 50
Pto. 3Chumacera
29 27 28 32 38 32 31
Pto. 4Roller
198 58 44 202 51 237 212
Pto. 5.T. Sinfín
85 31 44 79 33 83 82
Linea Alim. 395 154 49 454 85 405 418
Mordaza 232 n/d n/d 253 51 259 248
Codo BC 396 151 47 425 90 409 410
Fecha : 15 Dic-2004 Lugar : Tambores DCU * Inic. Proceso de Corte
Hora : 08:45 a.m. Resp: A.Alvarez / P.Uzcátegui
T e m p e r a t u r a d e O p e r a c i ó n [oC]
3
21
LA
BC Mordaza
5
4
Láminas de respaldoLáminas de respaldo